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TECHNISCHE GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Spritze zur Abgabe eines Fluidmaterials
für eine
Dentalanästhesie.
Die Erfindung stellt eine elektronisch-programmierbare Vorrichtung
zur Injektion von Lokalanästhetika zur
Infiltration und Nerven-Blockanästhesie
bereit, die vor oder in Verbindung mit Zahnbehandlungsverfahren und
dergleichen verabreicht werden.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Spritzen
irgendeiner Art sind im wesentlichen positive Förderpumpen, die einen Flüssigkeitsfluss
ausbilden. Bei allen Spritzeninjektionen ist der Druck im Gewebe
eine Funktion der Fließrate
in das Gewebe und der Rate, mit der Fluid im Gewebe absorbiert werden
kann. Eine langsame Injektion in weiche Gewebe bildet nur einige
wenige psi (pounds per square inch) Druck aus. Eine rasche Injektion
in ein Parodontium, das nur eine begrenzte Kapazität zur Absorption
oder Verteilung von Fluid aufweist, ergibt einen hohen Fluiddruck.
Im letzteren Fall wird der maximale Fluiddruck schließlich durch
den Druck (Kraft), der mit der Injektionsvorrichtung erzielbar ist,
begrenzt. Die vorliegende Vorrichtung ermöglicht eine langsame kontrollierte
Injektion, um die Unannehmlichkeiten des Patienten durch Verringerung
des interstitiellen Drucks (im Gegensatz zu traditionellen handbetriebenen
Verfahren) zu verringern.
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Es
ist bekannt, ein Dental-Anästhetikum
aus vorgefüllten
Einmal-Patronen mit einem Glaszylinder und einem gummiartigen Stopfen
(unter "gummiartig" wird ein echter
Gummi oder ein anderes Material, das gummiähnliche physikalische Eigenschaften
aufweist, verstanden) abzugeben. Es gibt eine Vielzahl von handbetriebenen
Dentalspritzen, die diese Anästhesiepatronen
halten und den Gummistopfen nach vorne treiben. In den meisten klinischen
Verfahren führt
der Zahnarzt eine Aspiration (Ansaugung) aus, um zu bestimmen, ob ein
Blutgefäß getroffen
wurde, bevor er das Anästhetikum
injiziert (das Injizieren des Anästhetikums
in den Blutstrom ist potentiell gefährlich). Die Aspiration wird
durchgeführt,
indem man den Patronenkolben kurz zurückzieht, um ein leichtes Vakuum
zu erzeugen. Es gibt eine Vielzahl von Mitteln zum Zurückziehen
des Kolbens, einschließlich
der folgenden: verschiedene mechanische Haken, Harpunen, Widerhaken
und Korkbohrer, die in den Patronenkolben eingreifen und ihn ergreifen;
ein Greifelement an der Spitze des Spritzenkolbens durchdringt und
ergreift den elastomeren Verschluss der Patrone. Die Greifelemente
sind verschiedene Haken, zugespritzte Nadeln, Nadeln mit Widerhaken,
oder Korkenzieher. Diese Methode ist bei mit dem Daumen betriebenen
Spritzen üblich.
Ein Nachteil dieser Methode ist es, das die Patrone rasch in das
Greifelement eingepresst werden muss, um es ohne übermäßigen Ausstoß von Anästhetikumfluid
im Patronenverschluss einzubetten. Ein anderer Nachteil ist es,
dass verschiedene Ausgestaltungen von Greifelementen die Patronendichtung
vorzeitig herausziehen oder nach Vervollständigung der Injektion nicht
leicht zu entfernen sind.
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Abgedichtete
Spritzenkolben, die hinter dem Patronenkolben ein Vakuum ausbilden,
sind bekannt. Eine zweite Abdichtung am Spritzenkolben erzeugt ein
leichtes Vakuum hinter der Patronenabdichtung, wodurch sich die
Patronenabdichtung zurückschiebt,
wenn der Spritzenkolben zurückgezogen
wird. Diese Methode wird in einem Produkt verwendet, das als The-Wand
computer controlled syringe bekannt ist. Ein Nachteil dieser Methode
ist es, dass die Patronenabdichtung nicht konsequent zurückgezogen
wird. Ein anderer Nachteil ist es, dass die Spritzenkolbendichtung
periodisch gereinigt, geschmiert oder ersetzt werden muss.
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Es
sind Methoden bekannt, die ein Vakuum in der Patrone durch Deformieren
ihres Nadelseptums ausbilden. In dieser Methode induziert die Spritze
eine relative Bewegung zwischen der Patrone und ihrer Dichtung,
die ein leichtes Vakuum ausbildet. In einer Abänderung dieser Methode induziert
die Spritze eine Biegung im Patronenseptum, was ein leichtes Vakuum
in der Patrone ausbildet.
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In
Laboratoriumstests wurde gefunden, dass keine dieser Methoden verlässlich arbeitet,
weil sie in einem oder mehreren der folgenden Wege versagt: Durchdringen
nicht bestimmter Patronenmarken mit Gummistopfen mit einem hohen
Durometer-Wert; erfordern hohe Bemühungen oder Geschicklichkeit
des Anwenders; das Herausziehen des Spritzenkolbens und deshalb
das Versagen zur Ausbildung eines Saugvakuums; und/oder sie werden
belastet mit dem bei diesem Spritzenkolben verwendeten Siliconschmiermittel,
mit nachfolgendem Versagen, den Kolben zu greifen.
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Eine
Harpunenausgestaltung, die diese Probleme löst, ist wünschenswert.
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Außerdem wiesen
früherer
Dentalanästhesiespritzen
einige Probleme bei ihrem Betrieb auf: nur eine einzige Injektionsrate
für alle
Verfahren; nur ein ungefähres
Feedback der Menge des injizierten Anästhetikums; kein Feedback der
zur Injektion verstrichenen Zeit; erlaubt es einem Praktiker nicht,
die Injektionsrate zu erhöhen.
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Eine
im US-Patent Nr. 5 690 618 beschriebene Vorrichtung richtet sich
auf einige dieser Punkte, zeigte aber andere Probleme: sehr komplex
zu verwenden, erfordert vom Kliniker verschiedene Raten und Zeiten
für jede
Injektion zu programmieren; und kein Feedback der verstrichenen
Zeit oder des kumulativen Volumens der Injektion.
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Die
vorliegende Erfindung ist für
alle Dentalanästhesieverfahren
geeignet, einschließlich,
aber nicht darauf beschränkt,
für Verfahren,
wie z.B.: Parodontium (periodontal ligament) (PDL); intraseptal;
hinterer superiorer Alveolarblock (PSA); mittlerer superiorer Alveolarblock
(MSA); vorderer superiorer Alveolarblock (infraorbital); Kieferblock;
Gaumenblock (palaral); Nasopalatinblock; supraperiosteal (Infiltration);
unterer Alveolarblock (mandibular block); Bukkalblock; Mandibularblock
(Gow-Gates); intraseptal; intrapulpal; AMSA; P-AMSA und dergleichen.
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Der
nächstliegende
Stand der Technik wird durch das Dokument
US 5 180 371 repräsentiert.
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BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist deshalb eine Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung, eine
Spritze bereitzustellen, die zur Abgabe von dentalanästhetischen
Materialien geeignet ist.
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Eine
weitere Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
einer Spritze, die computergesteuert ist.
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Eine
weitere Aufgabenstellung der Erfindung ist die Bereitstellung einer
Spritze mit einer verbesserten Harpunenverbindung zwischen dem Antriebsschaft
(Antriebswelle) und einer Patronendichtung.
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Diese
und andere erfindungsgemäßen Aufgabenstellungen,
die aus der folgenden Beschreibung ersichtlich werden, werden durch
die nachstehend beschriebene und beanspruchte Erfindung erzielt,
wobei die Erfindung in Anspruch 1 definiert ist.
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Eine
elektrisch gesteuerte Spritze zur Abgabe eines Fluidmaterials umfasst
im allgemeinen eine kraftbetriebene Einheit, die elektrisch und
operativ mit einer Spritzeneinheit über mindestens eine Verbindungsleitung
verbunden ist; diese Spritzeneinheit weist einen lösbar verbundenen
Patronenhalter auf, der anfänglich mit
dem abzugebenden Material beladen ist, wobei der Patronenhalter
lösbar
an einem Ende an das Spritzengerät
und an seinem anderen Ende fließend
mit einer Abgabenadel verbunden ist, wobei der Patronenhalter eine
gummiartige Kolbendichtung aufweist, die darin zwischen einer Abgabe-
und einer zurückgeführten Position
verschiebbar ist, wodurch, wenn die Patronenkolbendichtung gegen
die Abgabeposition verschoben wird, das Material im Patronenhalter
dazu verursacht wird, durch die Abgabenadel zu fließen; einem
in Längsrichtung
beweglichen angetriebenen Antriebsschaft in der Spritzeneinheit,
lösbar
verbunden mit der Patronenkolbendichtung, wobei der Antriebsschaft
zur Patronenkolbendichtung ein proximales Ende und ein distales Ende
aufweist, wenn die Patronenhalterung an der Spritzeneinheit angebracht
ist; worin der Antriebsschaft an seinem proximalen Ende mit einer
Harpune versehen ist; die Harpune eine zurückgebogene mit Widerhaken versehene
Spitze und entlang ihrer Länge
messerartige Kanten aufweist, damit die mit Widerhaken versehene Spitze
in die gummiartige Patronenkolbendichtung einführbar ist, und selektiv daran
gehindert wird, durch einen physikalischen Kontakt zwischen der
mit Widerhaken versehenen Spitze und der Patronenkolbendichtung entfernt
zu werden; einen elektrischen Antriebsmotor, der am Antriebsschaft
operativ fixiert ist, und operativ mit der Kraftantriebseinheit
verbunden ist, wodurch die Rate und die Richtung der Längsverschiebung
des Antriebsschafts durch elektrische operative Signale, die von
der Kraftantriebseinheit empfangen werden, auswählbar ist, um zu veranlassen,
dass der Antriebsmotor den Antriebsschaft in der ausgewählten Längsrichtung mit
einer ausgewählten
Rate verschiebt, wodurch die operativ verbundene Harpune und die
Patronenkolbendichtung lateral verschoben werden, wobei der Antriebsmotor
mit elektrischer Kraft, die von der Kraftantriebseinheit empfangen
wird, betreibbar ist; die Harpune aus einem harten korrosionsbeständigen sterilisierbaren Material
erzeugt ist; einen innerhalb der Spritzeneinheit positionierten
Abstreifring, der der Patronenkolbendichtung benachbart ist, wenn
der Patronenhalter auf der Spritzeneinheit angebracht ist, damit,
wenn die Patronenkolbendichtung von der abgebenden zur zurückgezogenen
Position bewegt wird, der Abstreifring physikalisch in die Patronenkolbendichtung
eingreift und eine weitere Rückzugbewegung
der Patronenkolbendichtung verhindert und damit die Entfernung der
Harpune von der Patronenkolbendichtung ermöglicht. Der Abstreifring einen
Innendurchmesser aufweist, der größer ist als der der Harpune,
damit die Harpune darin aufnehmbar ist; und mindestens einen zweiten
Injektionssteuermechanismus, der benachbart zur Spritzeneinheit und
distal zur Kraftantriebseinheit lokalisiert ist, wobei der zweite
Injektionssteuermechanismus mit dem Spritzenantriebsmotor operativ
verbunden ist, um die longitudinale Verschiebungsrichtung oder -rate
des Antriebsschafts zu steuern, und damit die Injektionsrate des
von der Nadel abgegebenen Materials.
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Eine
elektrisch gesteuerte Spritze zur Abgabe eines Fluidmaterials umfasst
eine Kraftantriebseinheit, die elektrisch und operativ mit einer
Spritzeneinheit über
mindestens eine Verbindungsleitung verbunden ist; das Spritzengerät weist
einen lösbar
verbundenen Patronenhalter auf, wobei der Patronenhalter anfänglich mit dem
abzugebenden Material beladen ist, der Patronenhalter an einem Ende
lösbar
mit der Spritzeneinheit verbunden ist, und an seinem anderen Ende
in Fluidkontakt mit einer Abgabenadel verbunden ist, der Patronenhalter
eine darin zwischen einer abgebenden und zurückgezogenen Position lateral
verschiebbare gummiartige Kolbendichtung aufweist, damit, wenn die
Patronenkolbendichtung gegen die Abgabeposition bewegt wird, das
Material im Patronenhalter veranlasst wird, durch die Abgabenadel
zu fließen;
einen in Längsrichtung
bewegbaren angetriebenen Antriebsschaft in der Spritzeneinheit,
der mit der Patronenkolbendichtung lösbar verbunden ist, wobei der
Antriebsschaft ein zur Patronenkolbendichtung proximales Ende und
distales Ende aufweist, wenn der Patronenhalter an der Spritzeneinheit
angebracht ist; wobei der Antriebsschaft an seinem proximalen Ende
mit einer Harpune versehen ist; die Harpune eine zurückgebogene
mit Widerhaken versehene Spitze und entlang ihrer Länge messerartige
Kanten aufweist, damit die mit Widerhaken versehene Spitze in die
gummiartige Patronenkolbendichtung einführbar ist, und selektiv daran
gehindert wird, durch einen physikalischen Kontakt zwischen der
mit Widerhaken versehenen Spitze und der Patronenkolbendichtung
entfernt zu werden; einen an den Antriebsschaft operativ fixierten
elektrischen Antriebsmotor, der operativ mit der Kraftantriebseinheit
verbunden ist, damit die Rate und die Richtung der longitudinalen
Verschiebung des Antriebsschaftes durch elektrische operative Signale,
die von einer Kraftantriebseinheit empfangen werden, wählbar ist,
um den Antriebsmotor zu veranlassen, den Antriebsschaft in einer
gewählten
Längsrichtung
in einer gewählten
Rate zu verschieben, wodurch die operativ verbundene Harpune und
die Patronenkolbendichtung lateral verschoben werden, der Antriebsmotor
durch von der Kraftantriebseinheit empfangenem Strom betreibbar
ist; die Harpune aus einem harten korrosionsbeständigen sterilisierbaren Material
ausgebildet ist; und mindestens einem zweiten zur Spritzeneinheit
benachbarten und zur Kraftantriebseinheit distalen Injektionssteuermechanismus,
wobei der zweite Injektionssteuermechanismus operativ mit dem Spritzenantriebsmotor
verbunden ist, um die Verschiebungsrichtung in Längsrichtung oder die Rate des
Antriebsschaftes zu steuern, und damit die Injektionsrate des von
der Nadel abgegebenen Materials.
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Eine
computergesteuerte Spritze zur Abgabe eines Fluidmaterials weist
auch eine elektrisch und operativ mit einer Spritzeneinheit über mindestens
eine Verbindungsleitung verbundene Kraftantriebseinheit auf; diese
Kraftantriebseinheit umfasst einen Logik-Steuerkreis; das Spritzengerät weist
einen lösbar
verbundenen Patronenhalter auf, der anfänglich mit dem abzugebenden
Material beladen ist, der Patronenhalter an einem Ende lösbar mit
der Spritzeneinheit verbunden ist, und an seinem anderen Ende mit
einer Abgabenadel in Fluidkontakt verbunden ist, der Patronenhalter
eine darin zwischen einer abgebenden und einer zurückgezogenen
Position lateral verschiebbare gummiartige Kolbendichtung aufweist,
damit, wenn die Patronenkolbendichtung gegen eine Abgabeposition
bewegt wird, das Material im Patronenhalter veranlasst wird, durch
die Abgabenadel zu fließen;
einen in Längsrichtung
bewegbaren angetriebenen Antriebsschaft in der Spritzeneinheit,
der lösbar
mit der Patronenkolbendichtung verbunden ist, wobei der Antriebsschaft
ein proximales Ende und ein distales Ende zur Patronenkolbendichtung
aufweist, wenn der Patronenhalter an der Spritzeneinheit angebracht
ist; wobei der Antriebsschaft an seinem pro ximalen Ende mit einer
Harpune versehen ist, die Harpune eine zurückgebogene mit Widerhaken versehene
Spitze und entlang ihrer Länge
messerartige Kanten aufweist, damit die mit Widerhaken versehene
Spitze in die gummiartige Patronenkolbendichtung einführbar ist
und selektiv daran gehindert wird, durch einen physikalischen Kontakt
zwischen der mit Widerhaken versehenen Spitze und der Patronenkolbendichtung
entfernt zu werden; einen operativ an den Antriebsschaft fixierten
Elektromotor, der operativ mit der Kraftantriebseinheit verbunden
ist, damit die Rate und die Richtung der Längsbewegung des Antriebsschafts
durch ein vom Logik-Steuerkreis empfangenes elektrisch operatives
Signal auswählbar
ist, um den Antriebsmotor dazu zu veranlassen, den Antriebsschaft
in einer ausgewählten Längsrichtung
bei einer ausgewählten
Rate zu verschieben, wobei die operativ verbundene Harpune und die Patronenkolbendichtung
lateral verschoben werden, der Antriebsmotor durch von der Kraftantriebseinheit empfangenen
Strom betreibbar ist; die Harpune aus einem harten korrosionsbeständigen sterilisierbaren
Material angefertigt ist; und mindestens ein benachbart zur Spritzeneinheit
und distal von der Kraftantriebseinheit lokalisierten zweiten Injektionssteuermechanismus,
wobei der zweite Injektionssteuermechanismus mit dem Spritzenantriebsmotor
operativ verbunden ist, um die Richtung der Längsverschiebung oder die Rate
des Antriebsschaftes zu steuern und damit die Injektionsrate des
aus der Nadel abgegebenen Materials.
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Eine
programmierbare elektrisch gesteuerte Spritze zur Abgabe eines Fluidmaterials
umfasst eine elektrisch und operativ mit einer Spritzeneinheit über mindestens
eine Verbindungsleitung verbundene Kraftantriebseinheit; das Spritzengerät weist
einen lösbar
verbundenen Patronenhalter auf, wobei der Patronenhalter anfänglich mit
dem abzugebenden Material beladen ist, der Patronenhalter an einem
Ende an dem Spritzengerät
lösbar
verbunden ist und an seinem anderen Ende in Fluidkontakt an eine
Abgabenadel verbunden ist, der Patronenhalter eine darin zwischen
einer abgebenden und einer zurückgezogenen
Position lateral verschiebbare gummiartige Kolbendichtung aufweist,
damit, wenn die Patronenkolbendichtung gegen eine abgebende Position
bewegt wird, das Material in dem Patronenhalter dazu veranlasst
wird, durch die Abgabenadel zu fließen; einen longitudinal beweglichen
kraftbetriebenen Antriebsschaft in der Spritzeneinheit, der mit
der Patronenkolbendichtung lösbar
verbunden ist, wobei der Antriebsschaft zur Patronenkolbendichtung
ein proximales Ende und ein distales Ende aufweist, wenn der Patronenhalter
in der Spritzeneinheit angebracht ist, wobei der Antriebsschaft
mit einer an seinem proximalen Ende mit einer Harpune versehen ist;
die Harpune eine zurückgebogene
mit Widerhaken versehene Spitze und über ihre Länge messerartige Kanten aufweist, damit
die mit Widerhaken versehene Spitze in die gummiartige Patronenkolbendichtung
einführbar
ist und selektiv daran gehindert wird, durch einen physikalischen
Kontakt zwischen der mit Widerhaken versehenen Spitze und der Patronenkolbendichtung
entfernt zu werden; einen operativ am Antriebsschaft fixierten elektrischen Antriebsmotor,
der an die Kraftantriebseinheit operativ verbunden ist, damit die
Rate und Richtung der Längsverschiebung
des Antriebsschafts durch von der Kraftantriebseinheit erhaltene
elektrische operative Signale wählbar
ist, um den Antriebsmotor zu veranlassen, den Antriebsschaft in
einer vorgewählten
Längsrichtung
bei einer vorgewählten
Rate zu verschieben, wobei die operativ verbundene Harpune und die
Patronenkolbendichtung lateral verschoben werden, der Antriebsmotor
durch von der Kraftantriebseinheit erhaltenen elektrischen Strom
betreibbar ist; die Harpune aus einem harten korrosionsbeständigen sterili sierbaren
Material angefertigt ist; und mindestens ein zur Spritzeneinheit
benachbart und zur Kraftantriebseinheit distal lokalisierten zweiten
Injektionssteuermechanismus, wobei der zweite Injektionssteuermechanismus
operativ mit dem Spritzenantriebsmotor verbunden ist, um die longitudinale
Verschiebungsrichtung oder Rate des Antriebsschafts zu steuern und
damit die Injektionsrate des von der Nadel abgegebenen Materials.
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Eine
elektrisch gesteuerte Spritze zur Abgabe eines Fluidmaterials umfasst
eine elektrisch und operativ mit einer Spritzeneinheit über mindestens
eine Verbindungsleitung verbundene Kraftantriebseinheit; das Spritzengerät weist
einen lösbar
verbundenen Patronenhalter auf, wobei der Patronenhalter anfänglich mit dem
abzugebenden Material beladen ist, der Patronenhalter an einem Ende
an dem Spritzengerät
lösbar
verbunden ist, und an seinem anderen Ende mit einer Abgabenadel
in Fluidkontakt verbunden ist, der Patronenhalter eine darin lateral
zwischen einer abgebenden und einer zurückgezogenen Position verschiebbare
gummiartige Kolbendichtung aufweist, damit, wenn die Patronenkolbendichtung
gegen eine abgebende Position verschoben wird, das Material in der
Patrone dazu veranlasst wird, durch die abgebende Nadel zu fließen; einen
in Längsrichtung
bewegbaren kraftangetriebenen Antriebsschaft in der Spritzeneinheit,
der mit der Patronenkolbendichtung lösbar verbunden ist, wobei der
Antriebsschaft ein zur Patronenkolbendichtung proximales Ende und
distales Ende aufweist, wenn der Patronenhalter in der Spritzeneinheit
angebracht ist, wobei der Antriebsschaft am proximalen Ende mit
einer Harpune versehen ist; die Harpune eine zurückgebogene mit Widerhaken versehene
Spitze und entlang ihrer Länge
messerartige Kanten aufweist, damit die mit Widerhaken versehene
Spitze in die gummiartige Patronenkolbendichtung einführbar ist
und selektiv daran gehindert wird, durch einen physikalischen Kontakt
zwischen der mit Widerhaken versehenen Spitze und der Patronenkolbendichtung
entfernt zu werden; einen an den Antriebsschaft operativ fixierten
elektrischen Antriebsmotor, der operativ mit der angetriebenen Antriebseinheit
verbunden ist, damit die Rate und die Richtung der Längsverschiebung
des Antriebsschafts durch aus der kraftangetriebenen Antriebseinheit
empfangene operative Signale wählbar
ist, um den Antriebsmotor dazu zu veranlassen, den Antriebsschaft
in einer gewählten
Längsrichtung
mit einer gewählten
Rate zu verschieben, wobei die operativ verbundene Harpune und die
Patronenkolbendichtung verschoben werden, der Antriebsmotor mit
von der Kraftantriebseinheit empfangenen elektrischen Strom betreibbar
ist; die Harpune aus einem harten korrosionsbeständigen sterilisierbaren Material
ausgebildet ist; die Kraftantriebseinheit Bilddisplays aufweist,
um digitale oder analoge Anzeigen von Systemparametern bereitzustellen,
die ausgewählt
sind aus der Gruppe bestehend aus verstrichener Abgabezeit, Abgaberate,
Volumen des abgegebenen Materials, Abgabe oder Ansaugart oder Kombinationen
davon.
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In
einer anderen Alternative umfasst eine Spritze eine elektrisch gesteuerte
Spritze zur Abgabe eines Fluidmaterials, die eine elektrisch und
operativ mit einem Spritzengerät über mindestens
eine Verbindungsleitung verbundene Kraftantriebseinheit aufweist;
das Spritzengerät
einen lösbar
verbundenen Patronenhalter aufweist, wobei der Patronenhalter anfänglich mit
dem abzugebenden Material beladen ist, der Patronenhalter an einem
Ende an dem Spritzengerät
lösbar
verbunden ist, und an seinem anderen Ende einführbar und in Fluidkontakt mit
einer Abgabenadel verbunden ist, und der Patronenhalter eine gummiartige
Kolbendichtung aufweist, die darin zwischen einer abgebenden und
einer zurückgezogenen Position
lateral verschiebbar ist, damit, wenn die Patronenkolbendichtung
gegen eine abgebende Position bewegt wird, das Material in dem Patronenhalter
veranlasst wird, durch die Abgabenadel zu fließen; einen in der Spritzeneinheit
longitudinal bewegbaren und mit der Patronenkolbendichtung lösbar verbundenen
angetriebenen Antriebsschaft, wobei der Antriebsschaft zur Patronenkolbendichtung
ein proximales Ende und ein distales Ende aufweist, wenn der Patronenhalter
an der Spritzeneinheit angebracht ist; wobei der Antriebsschaft
an seinem proximalen Ende mit einer Harpune versehen ist; die Harpune
eine zurückgebogene
mit Widerhaken versehene Spitze und in Längsrichtung messerartige Kanten
aufweist, damit die mit Widerhaken versehene Spitze in die gummiartige Patronenkolbendichtung
einführbar
ist und selektiv darin gehindert wird, durch einen physikalischen
Kontakt zwischen der mit Widerhaken versehenen Spitze und der Patronenkolbendichtung
entfernt zu werden; einen an den Antriebsschaft operativ fixierten
elektrischen Antriebsmotor, der operativ mit der Kraftantriebseinheit verbunden
ist, damit die Rate und die Richtung der Längsverschiebung des Antriebsschafts
durch aus der Kraftantriebseinheit empfangene elektrische operative
Signale auswählbar
ist, um den Antriebsmotor zu veranlassen, den Antriebsschaft in
einer gewählten
Längsrichtung
mit gewählter
Rate zu verschieben, wobei die operativ verbundene Harpune und die
Patronenkolbendichtung lateral verschoben werden, der Antriebsmotors mit
aus der Kraftantriebseinheit empfangenem elektrischen Strom betreibbar
ist; die Harpune aus einem harten korrosionsbeständigen sterilisierbaren Material
ausgebildet ist; einen innerhalb der Spritzeneinheit und proximal
zur Patronenkolbendichtung positionierten Abschleifring, wenn der
Patronenhalter auf der Spritzeneinheit angebracht ist, damit, wenn
die Patronenkolbendichtung aus der abgebenden in eine zurückgezogene Position
bewegt wird, der Abstreifring physikalisch in die Patronenkolbendichtung
eingreift, und eine weitere Rückziehbewegung
der Patronenkolbendichtung verhindert, und damit eine Ablösung der
Harpune von der Patronenkolbendichtung ermöglicht; der Abstreifring einen
Innendurchmesser aufweist, der größer ist als der der Harpune,
damit die Harpune darin aufnehmbar ist; und mindestens einen zweiten
Injektionssteuermechanismus, der zur Spritzeneinheit benachbart
und zur Kraftantriebseinheit distal lokalisiert ist, wobei der zweite Injektionssteuermechanismus
mit dem Spritzenantriebsmotor operativ verbunden ist, um die Richtung
der Längsverschiebung
oder Rate des Antriebsschafts zu steuern, und damit die Injektionsrate
des aus der Nadel abgegebenen Materials.
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Ein
System zur Abgabe eines Anästhetikums
an einen Patienten umfasst einen Behälter, der ein Anästhetikum
lagert; eine Nadel; und Mittel zur Abgabe des Anästhetikums durch die Nadel
mit einer ersten bestimmten Rate während eines ersten bestimmten
Zeitraums und dann mit einer zweiten bestimmten Rate während eines
zweiten bestimmten Zeitraums.
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Ein
anderes System zur Abgabe eines Anästhetikums an einen Patienten
umfasst ein Handgerät,
das eine Nadel, eine Anästhetikum-Patrone
und Mittel zum Durchfließen
des Anästhetikums
durch die Nadel umfasst; und eine Steuereinheit zur Steuerung des
Betriebs des Handgerätes,
wobei die Steuereinheit Mittel zum Betrieb der Mittel zum Durchfließen des
Anästhetikums
durch die Nadel umfasst, um das Anästhetikum durch die Nadel mit
einer ersten bestimmten Rate während
eines ersten bestimmten Zeitraums abzugeben, und dann mit einer
zweiten bestimmten Rate während
eines zweiten bestimmten Zeitraums, wobei die zweite bestimmte Rate
durch einen Anwender wählbar
ist. Die Mittel zum Durchfluss des Anästhetikums können einen
Motor und einen Kolben umfassen, wobei der Betrieb des Motors in einer
ersten Richtung den Kolben gegen die Anästhetikum-Patrone vorrückt, um
das Anästhetikum
aus der Patrone durch die Nadel fließen zu lassen, und der Betrieb
des Motors in einer zweiten Richtung den Kolben von der Anästhetikum-Patrone
zurückschiebt;
und die Mittel zum Betreiben der Mittel zum Durchfluss außerdem einen
Prozessor umfassen, um Steuersignale auszubilden, um den Motor zum
Vorrücken
zu betreiben und den Kolben zurückzuziehen.
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Ein
System weist ein Computerprogramm in einem Computer-lesbaren Medium
und durch einen Mikroprozessor durchführbar auf, um eine Vorrichtung
zu steuern, um ein Lokalanästhetikum
in einen Patienten durch eine Nadel abzugeben, wobei das Computerprogramm
Computerinstruktionen aufweist zur Durchführung der Stufen von: Ausbilden
von mindestens einem ersten Signal, um die Vorrichtung so zu betreiben,
dass das Lokalanästhetikum
mit einer bestimmten ersten Rate während eines ersten bestimmten
Zeitraums abgegeben wird; Übertragen
des mindestens einen ersten Signals zur Vorrichtung, um die Vorrichtung
so zu betreiben, dass sie das Lokalanästhetikum mit einer ersten
bestimmten Rate während
eines ersten bestimmten Zeitraums abgibt; Ausbilden von mindestens
einem zweiten Signal, um die Vorrichtung so zu betreiben, dass sie das
Lokalanästhetikum
mit einer zweiten bestimmten Rate während eines zweiten bestimmten
Zeitraums abgibt; und Übertragen
des mindestens einen zweiten Signals an die Vorrichtung, um die
Vorrichtung mit einer zweiten bestimmten Rate während eines zweiten bestimmten
Zeitraums sofort nach Beendigung des ersten bestimmten Zeitraums
zu betreiben. Die zweite bestimmte Rate kann im Bereich von 0,005
bis 0,02 cm3/s liegen. Der zweite bestimmte
Zeitraum kann im Bereich von 30 bis 240 Sekunden liegen. Die Stufe
der Ausbildung eines mindestens zweiten Signals kann außerdem die
Stufen aufweisen: Empfangen eines Anwendersignals, das dem vom Anwender
gewählten
Injektions-Typ entspricht; Bestimmen der Abgaberate und der Abgabezeit
auf der Basis des im Anwendersignal empfangenen Injektions-Typs;
und Ausbilden des mindestens einen zweiten Signals, um die Vorrichtung
so zu betreiben, dass sie das Lokalanästhetikum bei der Abgaberate während der
Abgabezeit auf der Basis des gewählten
Injektions-Typs abgibt. Das Computerprogramm kann Instruktionen
zum Durchführen
der Stufen aufweisen, nämlich
Berechnen der Abgaberate des Lokalanästhetikums durch die Nadel,
und Anzeigen der berechneten Abgaberate des Lokalanästhetikums.
Das Programm kann ferner Instruktionen umfassen zum Berechnen eines
verstrichenen Zeitraums der Abgabe des Lokalanästhetikums durch die Nadel
und Anzeigen der verstrichenen Abgabezeit des Lokalanästhetikums;
oder zum Berechnen des durch die Nadel abgegebenen Volumens des
Lokalanästhetikums
und Anzeigen des Volumens des abgegebenen Lokalanästhetikums.
Das Computerprogramm kann auch Instruktionen umfassen zum Empfangen
eines Anwendersignals, das einer vom Anwender gewählten Aufladungsanweisung
entspricht; Ausbilden von mindestens einem dritten Signal, um die
Vorrichtung so zu betreiben, um Komponenten der Vorrichtung so zu
positionieren, um eine Patronenspeicherung des Lokalanästhetikums
zu erhalten; und Übertragen
des mindestens einen dritten Signals an die Vorrichtung zum Aufladen
der Patrone für
das Lokalanästhetikum
in der Vorrichtung. Es kann auch Instruktionen umfassen zum Empfangen
eines Anwendersignals, das einer vom Anwender gewählten Abgabeanweisung
entspricht, Ausbilden von mindestens einem dritten Signal, um die
Vorrichtung so zu betreiben, dass sie die Komponenten der Vorrichtung
so positioniert, dass sie die Patronenspeicherung des Lokalanästhetikums
beendet; und Übertragen
des mindestens einen dritten Signals zur Vorrichtung, um die Lokalanästhetikum-Patrone
aus der Vorrichtung abzugeben. Das Programm kann Instruktionen umfassen
zum Empfangen eines Anwendersignals, das einer vom Anwender gewählten doppelten Bedienungsanweisung
entspricht; Ausbilden von mindestens einem dritten Signal, um die
Vorrichtung so zu betreiben, dass sie die Abgaberate des Lokalanästhetikums
auf einen Wert erhöht,
der der zweifachen der von der Vorrichtung bereitgestellten Abgaberate
entspricht; und Übertragen
des mindestens einen dritten Signals zur Vorrichtung, um die Abgaberate
des Lokalanästhetikums
durch die Vorrichtung zu erhöhen.
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Es
wird auch eine Methode zur Abgabe eines Lokalanästhetikums an einen Patienten
beschrieben. Die Methode umfasst die Stufen des Auswählens eines
vorprogrammierten Injektions-Typs zur Abgabe eines Lokalanästhetikums
an einen Patienten; Abgeben des Lokalanästhetikums an einen Patienten
mit einer motorangetriebenen Spritze bei einer ersten bestimmten
Rate während
eines ersten bestimmten Zeitraums auf der Basis des gewählten Injektions-Typs;
dann Abgeben des Lokalanästhetikums
an den Patienten mit der motorbetriebenen Spritze mit einer zweiten
bestimmten Rate während
einer zweiten bestimmten Zeitperiode auf der Basis des gewählten Injektions-Typs.
In einer anderen Ausführungsform
umfasst die Stufe der Abgabe des Lokalanästhetikums an einen Patienten
mit einer motorbetriebenen Spritze bei einer ersten bestimmten Rate
außerdem
das Ausbilden eines mindestens ersten Signals in einer Steuereinheit,
um die motorgetriebene Spritze so zu betreiben, dass sie das Lokalanästhetikum
an einen Patienten mit einer ersten bestimmten Rate während eines
ersten bestimmten Zeitraums abgibt; und Übertragen des mindestens einen
ersten Signals von der Steuereinheit zur motorbetriebenen Spritze,
um die motorbetriebene Spritze so zu betreiben, dass sie das Lokalanästhetikum
bei einer ersten bestimmten Rate während eines ersten bestimmten
Zeitraums abgibt. Die Stufe der Abgabe des Lokalanästhetikums
an einen Patienten mit der motorbetriebenen Spritze bei einer zweiten
bestimmten Rate kann außerdem
umfassen das Ausbilden von mindestens einem zweiten Signal in der Steuereinheit,
um die motorbetriebene Spritze so zu betreiben, dass sie das Lokalanästhetikum
bei einer zweiten bestimmten Rate während eines zweiten bestimmten
Zeitraums abgibt; und Übertragen
des mindestens einen zweiten Signals von der Steuereinheit zur motorbetriebenen
Spritze, um die motorbetriebene Spritze bei einer zweiten bestimmten
Rate während
eines zweiten bestimmten Zeitraums sofort nach Beendigung des ersten
bestimmten Zeitraums zu betreiben.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine perspektivische Darstellung des Harpunenteils einer Dentalspritze
gemäß der Erfindung.
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2 ist
eine Darstellung der entgegengesetzt gerichteten Seite der in 1 gezeigten
Harpune.
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3 ist
ein Seitenaufriss der in 1 gezeigten Harpune.
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4 ist
eine perspektivische Darstellung einer Dentalspritze gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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5 ist
ein Längsseiten-Querschnitt
der Spritze der 4.
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6 ist
eine perspektivische Ansicht im Querschnitt eines Teils der Spritze
der 5.
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7 ist
eine vergrößerte Darstellung
eines Teils des Querschnitts der 5, die die
Harpune der 1 bis 3 in der
Spritze platziert zeigt.
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8 ist
eine schematische Teildarstellung eines Bedienungsfeldes für die erfindungsgemäße computergesteuerte
Spritze.
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9 ist
eine perspektivische Darstellung eines für die Spritze der 4 geeigneten
Patronenhalters.
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10 ist
eine Seitenansicht des Patronenhalters der 9.
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11 ist
ein Querschnitt des Patronenhalters der 10 entlang
der Linie 11-11.
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12 ist
ein vergrößerter Querschnitt
eines Teils des Patronenhalters der 10 entlang
der Linie 12-12.
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13 ist
eine Endansicht des Patronenhalters der 10.
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14 ist
eine teilweise aufgebrochene Querschnittsansicht der Patrone der 13 entlang
der Linie 14-14.
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15 ist
eine perspektivische Ansicht der Spritze der 4 ohne angebrachten
Patronenhalter, die das Patronenhalter-Verbindungsende zeigt.
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16 ist
eine vergrößerte Ansicht
eines Endes der Spritze der 15.
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17 ist
ein Fließschema
einer Ausführungsform
der mit der computergesteuerten Vorrichtung der 4 verwendeten
Programmierlogik.
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BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN
ZUR DURCHFÜHRUNG
DER ERFINDUNG
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Eine
beispielhafte computergesteuerte Spritze, die die Konzepte der vorliegenden
Erfindung verkörpert,
wird in den anliegenden Zeichnungen durch die Ziff. 10 gezeigt.
Spritze 10 weist eine Abgabenadel 11 auf, die
in Fluidkontakt am Patronenhalter 12 fixiert ist, wobei
der Patronenhalter 12 mit der Spritzenbetriebseinheit 13 lösbar fixiert
oder verbunden ist.
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Der
Patronenhalter 12 ist anfänglich (d.h. vor der Abgabe)
mit dem abzugebenden Material (nicht dargestellt) mit einem konventionellen
Mittel, wie z.B. einer konventionellen Patrone oder dergleichen,
beladen. Irgendeine Patrone, die dazu fähig ist, durch die Wirkung
eines physikalisch eingreifenden Kolbens (der nachstehend diskutiert
wird) entladen werden kann, liegt innerhalb des Rahmens der Erfindung.
Der Patronenhalter 12 kann an eine Spritze 10 mittels
eines konventionellen Mittels, einschließlich von z.B. einer Bajonettverbindung 50 an
einem Ende des Patronenhalters 12, fixiert sein. An seinem
anderen Ende ist der Patronenhalter 12 vorzugsweise mit
einem Mittel versehen, um die Abgabenadel 11 zu fixieren
oder lösbar
zu fixieren. Im Falle der Verwendung einer Spritze 10 zur
Abgabe eines Dental-Anästhetikums
oder dergleichen ist die Abgabenadel 11 eine Injektionsnadel,
die auf konventionelle Weise, z.B. durch Reibung, Schraubgewinde
oder dergleichen, an den Patronenhalter 12 angebracht ist.
Vorzugsweise ist die Abgabenadel 11 in Fluidkontakt an
den Patronenhalter 12 fixiert, um in Fluidkontakt mit seinem
Inneren zu stehen, oder mit irgendeiner Patrone oder dergleichen,
die verwendet wird.
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Der
Patronenhalter 12 ist mit einer Patronenkolbendichtung 32 versehen,
die aus noch zu diskutierenden Gründen vorzugsweise gummiähnlich ist.
Die Patronenkolbendichtung 32 ist innerhalb des Patronenhalters 12 vorzugsweise
lateral verschiebbar, um dadurch das Material vom Patronenhalter 12 abzugeben,
oder um externes Material durch die Abgabenadel 11 anzusaugen.
Vorzugsweise ist die Patronenkolbendichtung 32 selektiv
lateral zwischen einer abgebenden und einer zurückziehenden Bewegung verschiebbar.
Wenn die Patronenkolbendichtung 32 veranlasst wird, sich
gegen die angebrachte Abgabenadel 11 zu bewegen, wird Material
im Patronenhalter 12 dazu veranlasst, gegen die Abgabenadel 11 zu
fließen,
und wenn es durchgeflossen ist, dann ist das Material abgegeben.
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Die
Spritzenbetriebseinheit 13 der Spritze 10 ist
vorzugsweise mit einem elektrischen Antriebsmotor 60 versehen,
der verwendet wird, um den Antriebsschaft 61 zu verschieben.
Der Motor 60 kann irgendeine konventionelle Form aufweisen,
ist aber vorzugsweise ein elektrisch angetriebener Schrittmotor
mit einer integralen internen rotierenden Schraubenmutter, die eine
Verstellschraubenspindel antreibt, um eine rückführungslose lineare Bewegung
durchzuführen.
Solche Motoren sind kommerziell erhältlich z.B. von Haydon Switch
and Signal, sowie von anderen. Außerdem sollte der Motor 60 steuerbar
sein, um die Bewegung zu starten und zu beenden, sowie Größe und Geschwindigkeit
der lateralen Verschiebung des Antriebsschafts 61 durch
Signale, die von einem Operator empfangen werden, und insbesondere über die
Leitung 41 von der Kraftantriebseinheit (Steuereinheit) 40 empfangen
werden. Der Motor 60 kann auch über durch die Leitung 41 empfangenen
Strom oder durch irgendein anderes konventionelles Mittel angetrieben
werden, wie z.B. durch in der Spritze 10 lokalisierte Batterien
(nicht gezeigt). Der Antriebsschaft 61 ist operativ und
lösbar
mit der Patronenkolbendichtung 32 mit irgendeinem Mittel,
vorzugsweise mit den hier beschriebenen Mitteln, verbunden.
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Der
Antriebsschaft 61 weist vorzugsweise ein zum Patronenhalter 12 proximales
Ende und ein distales Ende auf, wenn der Patronenhalter 12 mit
der Spritze 10 verbunden ist. Um die Verbindung zwischen
dem Antriebsschaft 61 und der Patronenkolbendichtung 32 zu
bewirken, ist es bevorzugt, eine Harpune 20 zu verwenden,
die nachstehend beschrieben wird.
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Die
Spritze 10 ist operativ und elektrisch mit einer Kraftantriebs-
oder Basiseinheit 40 (8) über eine Verbindungsleitung 41 (5)
verbunden. Die Kraftantriebseinheit 40 liefert über die
Leitung 41 ein elektrisches Signal an die Spritze 10,
um deren Betrieb zu steuern, und umfasst vorzugsweise einen Logiksteuerkreis (nicht
dargestellt) irgendeiner Sorte, um solche ausgewählte und bestimmte Kontrollsignale
abzugeben, wie dies durch das in 17 dargestellte
Fließschema
beispielhaft veranschaulicht wird. Die Kraftantriebseinheit 40 kann
z.B. verwendet werden, um die Fließrate, die Fließdauer,
den Beginn, das Ende, die verstrichene Zeit, das Volumen des abgegebenen
Materials, die Richtung des Materialflusses, die Verbindung zur
Patrone (als Loading (Laden) bekannt) oder ihre Trennung davon (Entladen),
oder dergleichen zu steuern. Der Mechanismus einer solchen Steuerung
wird nachstehend detaillierter beschrieben. Die Steuersignale von
der Kraftantriebseinheit 40 können digital oder analog sein
und können
durch irgendein geeignetes Mittel angezeigt werden, einschließlich der
Verwendung digitaler Anzeigen 42 (Abgaberate), 43 (Volumen
der Materialabgabe), 44 (Abgabezeit) oder irgendeines anderen
gewünschten
Parameters ohne Einschränkung.
Steuermechanismen umfassen Tasten 45 zur Steuerung der
Abgabebedingungen oder -parameter oder dergleichen. Die Kraftantriebseinheit 40 kann
zur automatischen Steuerung der Abgabeparameter voreingestellt sein,
oder solche Parameter können
individuell gesteuert werden. Als Beispiel eines voreingestellten
Parameters kann eine Taste 45 für eine Verdoppelung der Abgaberate
des Materials sorgen. Unter Verwendung eines Logiksteuerkreises oder
Computers kann die Zahl, Art, Rate oder dergleichen aller Spritzenparameter
vorgewählt
werden, und die Vorrichtung ist deshalb programmierbar.
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Die
Leitung 41 kann auch verwendet werden, um elektrischen
Strom an die Spritze 10 für Zwecke, die in der nachstehenden
Erläuterung
genauer erklärt
werden, abzugeben. Wenn erforderlich, können mehrere Leitungen (nicht
dargestellt) ähnlich
zur Leitung 41 oder mit einer etwas anderen konventionellen
Ausgestaltung verwendet werden.
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Die
Spritze 10 wird hier im Hinblick auf die Abgabe eines Dental-Anästhetikums
beispielhaft erläutert. Der
allgemeine Betrieb der Spritze 10 zur Abgabe eines Anästhetikums
an einen Patienten ist, wenn nicht anders beschrieben, angemerkt
oder beansprucht, auf diesem Gebiet allgemein bekannt. Eine kraftangetriebene Spritze
wird z.B. im US-Patent Nr. 5 690 618 gezeigt.
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Wie
vorstehend angegeben, wird erfindungsgemäß die Harpune 20 bereitgestellt.
Die Harpune 20 ist typischerweise und vorzugsweise aus
rostfreiem Stahl oder einem anderen harten korrosionsbeständigen sterilisierbaren
Material. Die Harpune 20 weist eine unikale Widerhaken-21-Geometrie
auf und gehärtete
messerartige Kanten 22 entlang ihrer Längsausdehnung, mit den folgenden
Vorteilen: die dünne
Konfiguration, die scharfe Spitze und die harten messerartige Kanten 22 der
Harpune ermöglichen
auf unikale Weise ein konsequentes Durchdringen aller Arten elastomerer
Patronenkolbendichtungen, wie z.B. das Patronenkolbendichtungsende 23,
selbst solche aus Hartgummi, mit einer geringeren Kraft als andere
Greifer-Typen. Es ist deshalb für
einen Anwender nicht erforderlich, die Patrone in die Spritze zu
pressen. Die zurückgebogenen
Widerhaken 21 ermöglichen
es der Harpune, im Patronenkolben konsistent zu verbleiben, und
zwar bis zu fünfmal effektiver
als andere Greifer-Typen. Eine Ansaugung ist deshalb konsequent.
Diese Ausgestaltung ist leicht mit geringen Kosten herstellbar und
weist eine lange Lebensdauer (Zahl der Einführungen in Gummi) auf. Die
Ausgestaltung verringert oder eliminiert die Nachteile des Vakuumtyps.
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Weil
die Harpune 20 an die Patronenkolbendichtung 32 fixiert
ist, verursacht eine laterale Verschiebung des Antriebsschaftes 61 auch
eine laterale Verschiebung der Harpune 20 und deshalb auch
der fixierten Patronenkolbendichtung 32.
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Ein
anderes Merkmal der Erfindung ist der Einbau eines Abstreifringes 30 in
die Spritzenvorrichtung 10. Dieser Ring hat einen Innendurchmesser
(ID), der etwas größer ist
als der der Harpune 20, aber kleiner als eine Standard-Patronenkolbendichtung 23.
Wenn die Patronenkolbendichtung 32 vollständig zurückgezogen
ist, wird die Harpune 20 durch physikalischen Kontakt zwischen
dem Abstreifring 30 und der Patronenkolbendichtung 32 aus
der Patronendichtung 23 herausgezogen, während die
Patronendichtung 23 im Patronenhalter 12 verbleibt,
wodurch eine weitere Bewegung der Patronenkolbendichtung 32 verhindert
wird. Eine fortgesetzte Rückziehbewegung
des Antriebsschaftes 61 und der fixierten Harpune 20 über den
physikalischen Kontaktpunkt zwischen dem Abstreifring 30 und
der Patronenkolbendichtung 32 verursacht, dass die Harpune 20 von
der Patronenkolbendichtung 32 physikalisch getrennt wird.
Mit einem Ring der geeigneten Dimension können die Harpune 20 und
der Antriebsschaft 61 innerhalb des Abstreifrings 30 aufgenommen
werden.
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Die
Harpune 20 hat die folgenden Vorteile: sie durchdringt
die Patronenkolbendichtung 32 leicht mit nur mäßiger Kraft,
und sogar Kolben aus einem Gummi mit hohem Durometerwert; sie wird
sogar bei wiederholtem Ansaugen nicht aus der Patronenkolbendichtung 32 herausgezogen;
nichtsdestoweniger kann sie leicht von der Patronenkolbendichtung 32 mit
einer geeigneten Spritzenausgestaltung unter Verwendung des Abstreifrings 30 abgestreift
werden; ihre Form ist für
eine Herstellung mit niedrigen Kosten geeignet.
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Wie
vorstehend beschrieben, ist es bevorzugt, die Abgabeparameter der
Spritze 10 durch Steuersignale oder Befehle, die von der
Kraftantriebseinheit (Steuereinheit) 40 empfangen werden,
zu steuern. Es ist ebenfalls ein Vorteil der vorliegenden Erfindung,
dass ein Anwender einige oder alle dieser Parameter unter Verwendung
eines zweiten Injektionssteuermechanismus 70 (5),
der benachbart zur Spritze 10 und distal zur Kraftantriebseinheit 40 lokalisiert
ist, steuern kann. Der zweite Injektionsmechanismus 70 ist
operativ mit dem Antriebsmotor 60 verbunden, z.B. durch
ein Verbindungselement 71, um die longitudinale Verschiebungsrichtung
oder Rate des Antriebsschaftes 61 durch Befehlssignale
zu steuern, die den Motor 60 starten, stoppen, die Geschwindigkeit
einstellen, das Drehmoment oder dergleichen, und deshalb die Injektionsrate
des aus der Abgabenadel 11 abgegebenen Materials steuern.
Der zweite Injektionssteuermechanismus 70 kann irgendeine
Ausgestaltung haben, z.B. als Schaltpult 72, Tasten 73-Ausgestaltung, wie
in den Zeichnungen angegeben.
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Nach
einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
wird ein Endschalter in einer geeigneten Ausgestaltung, einschließlich einer
analogen oder einer digitalen Ausgestaltung, verwendet. Ein Endschalter 80a (5) kann
z.B. operativ mit dem Antriebsmotor 60 verbunden sein.
Ein End(oder "Home"-)schalter 80a wird
betrieben, wenn die Verstellschraubenspindel oder der Antriebsschaft 61 in
der vollständig
zurückgezogenen
Position ist. Vorzugsweise zieht die Einheit 10 den Antriebsschaft 61 bei
Kraftanlegung automatisch in die Home-Position zurück. Die
gesamte Antriebsschaft 61-Bewegung wird dann durch die
fehlenden Motorschritte von dieser Position aus angegeben. Frühere Spritzenvorrichtungen
wiesen keinen Endschalter auf, sondern vertrauten auf den Rückwärtsbetrieb
des Motors während
eines fixierten Zeitraums beim Kraftanlegen, um sicherzustellen,
dass die Home-Position erreicht wird.
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Bestimmte
Injektionsarten, wie z.B. PDL-Injektionen, erfordern einen erhöhten Injektionsdruck.
Wenn die PDL-Injektionsart gewählt
wird, wird die Motorspannung während
der Injektions-Langsamphase und der regulären Phasen-Vorwärtsbewegung
vorzugsweise auf 10 V erhöht.
Andere Injektionsarten und andere Kolbenbewegungen werden bei einer
normalen Motorspannung von 5 V betrieben. Um eine Überhitzung
des Motors zu verhindern, wird die Spannung nur um 10% pro Arbeitszyklus
erhöht.
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Die
erfindungsgemäße Spritze 10 teilt
die Abgabe eines Anästhetikums
auch in zwei Phasen. Nach einer beschriebenen Methode wird das Anästhetikum
während
der ersten 10 Sekunden der Injektion mit einer extrem geringen Rate
abgegeben, um das Wohlbefinden des Patienten zu maximieren. Die
Injektionsrate erhöht
sich dann automatisch auf die mit dem ausgewählten Injektions-Typ verbundene
vorprogrammierte Rate. Die folgenden Stufen beziehen sich auf die
Schalttafel der 8.
- A. Wählen Sie
ihre Injektion aus, indem Sie die geeignete Taste unter Injektionstechnik
drücken.
Die Injektionsrate wird in dem Fenster mit dem Titel Rate cm3/s angezeigt.
- B. Nach Wahl der Injektionstechnik kann weiter verfahren werden.
- C. Aspiration (Ansaugen) wird durch einmaliges Pressen und Loslassen
der mittleren Taste am Handstück erzielt.
- D. Nach Aspiration pressen und lassen Sie los die vordere Start/Stopp-Taste
am Handstück,
um die Injektion zu initiieren.
- E. Zu irgendeinem Zeitpunkt während der Injektion kann das
Programm durch einfaches Pressen der vorderen Start/Stopp-Taste
am Handstück
zum Stoppen des Programms gestoppt werden.
- F. Die Rate der Injektion kann jederzeit durch Drücken der
Back-Taste am Handstück
oder der Double-Rate-Taste
an der Basiseinheit verdoppelt werden. Um dieses Merkmal abzustellen,
wird einfach wieder die Double-Taste auf entweder dem Handstück oder
dem Steuerkasten gedrückt.
- G. Nach Vervollständigung
der Injektion drücken
und lassen Sie einmal die vordere Start/Stopp-Taste los, um das
Programm zu stoppen.
- H. Wenn an einer neuen Stelle injiziert wird, ändern Sie
Ihre Injektionstechnikeinstellung, wenn erforderlich, und folgen
Sie dann den Stufen A bis D, und das Programm wird automatisch starten.
- I. Nach Beendigung umhüllen
Sie die Nadel wieder und geben Sie das Handstück in die Halterung.
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Andere
physikalische Ausführungsformen
verwenden das gleiche vereinfachte Steuerschema. Zum Beispiel ein
Einheitsbatterie-betriebenes Handstück.
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Es
ist einzusehen, dass die erfindungsgemäße Spritze einfach zu verwenden
ist. Die Steuerauswahl ist direkt auf eine bekannte klinische Praxis
bezogen, und weniger auf geheimnisvolle Raten und Zeiten. Es wird
eine klinisch brauchbare Anzeigeninformation gegeben.
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Wie
in den 5 und 9 dargestellt, ist der Patronenhalter 12 mit
einem Abgabeende 80 und einem Verbindungsende 81 versehen.
Das Verbindungsende 81 wird verwendet, um den Patronenhalter 12 lösbar an
die Spritze 10 zu fixieren. Das Verbindungsende 81 ist
mit Keilansätzen 82 (9 bis 11)
versehen, die physikalisch in auf der Spritze 10 befindliche
Umfangslippen 83 eingreifen (13 und 15).
Das physikalische Eingreifen der Ansätze 82 in die Lippen 83 verursacht,
dass die Lippen 83 lösbar
den Patronenhalter 12 in einer bajonettartigen Weise daran
halten.
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Eine
beispielhafte computergesteuerte Spritze, die die Konzepte der vorliegenden
Erfindung verkörpert,
wird in den anliegenden Zeichnungen durch die Ziff. 10 dargestellt.
Spritze 10 weist eine Nadel 11 auf, die an eine
Patrone 12 fixiert ist, und die Patrone 12 ist
an eine Kraftantriebseinheit 13 (5) fixiert.
Der allgemeine Betrieb der Spritze 10 bei der Abgabe eines
Anästhetikums
an einen Patienten ist auf diesem Gebiet allgemein bekannt, wenn
nicht anderes beschrieben, notiert und beansprucht. Eine kraftangetriebene
Spritze wird z.B. in US-Patent Nr. 5 690 618 gezeigt.
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Wie
hier beschrieben, stellt die erfindungsgemäße Spritze ein teilweise automatisiertes
mechanisiertes System zur Injektion von Anästhetika bei Zahnbehandlungen
dar. Der beabsichtigte Nutzen dieser Automation ist eine genaue
Steuerung der Anästhetika-Injektionen,
die zu weniger unerwünschter
Taubheit der Gesichtsmuskel des Patienten, einem verringerten Schmerz
des Patienten, einer leichteren Injektion in Bereiche harten Gewebes
und einer besseren Handhabung für
den Praktiker führen.
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Das
System umfasst eine elektronische Steuereinheit, ein motorgetriebenes
Spritzen-Handgerät
(das "Handstück") und einen Einmal-Patronenhalter.
Alle Betriebsanzeigen und die Mehrheit der Operator-Steuerungen sind
auf der Vorderfront der Steuereinheit angebracht. Die Steuereinheit
beherbergt außerdem
einen Mikroprozessor und motorbetriebene Schaltkreise. Das Handstück beherbergt
einen Schrittmotor und eine Ventilschraubenspindel, die den Spritzenkolben
antreiben. Der Patronenhalter zur Einmalverwendung schließt Standard-1,8
cm3-Dental-Anästhetikum-Patronen und passt
mit den Standard-Dental-Anästhetikum-Nadeln zusammen.
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Bei
der Vorbereitung zur Verwendung fügt der Dentalpraktiker eine
Nadel an den Patronenhalter, platziert eine Standard-1,8 cm3-Patrone des Anästhetikums in einen Wegwerf-Kunststoffpatronenhalter
und bringt den Patronenhalter am Handstück an. Der Praktiker setzt
dann die Betriebsparameter auf der Steuereinheit fest. Nachdem der
Praktiker eine Standard-Dentalnadel in den Patienten einführt, wird
die Injektion des Anästhetikums
durch eine Kombination des Steuerprogramms und die Betätigung der
Tasten auf dem Handstück oder
der Steuereinheit gesteuert.
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Die
erfindungsgemäße Spritze
verwendet eine Zweistufen-Injektion, um ein leichteres Mittel zur
Abgabe einer wirksamen schmerzkontrollierten Injektion mit so gering
wie möglich
gehaltenen postoperativen Beschwerden bereitzustellen. Im folgenden
werden die Verfahrensschritte der Verwendung der vorliegenden Spritze
beschrieben. Wo geeignet, wird auf die Zeichnungen Bezug genommen,
und es ist verständlich,
dass die beschriebene Struktur die ist, die vorstehend erläutert wurde.
Eine in den Zeichnungen nicht dargestellte Struktur kann angesprochen
werden, wobei dann zu verstehen ist, dass diese nicht dargestellt
ist.
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ENERGIEQUELLENANSCHLUSS
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- 1. Stecken Sie das Gleichstromkabel (nicht
dargestellt) der externen Stromquelle (wenn verwendet; nicht dargestellt)
in einen geerdeten elektrischen Auslass (nicht dargestellt) der
richtigen Spannung und Stromstärke.
Stecken Sie das Niederspannungskabel von der Stromzufuhr in die
Steuereinheit 40.
- 2. Schalten Sie die Steuereinheit 40 mit dem seitlichen
Schalter ein. Die Stromleuchte (Energie) brennt.
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BELADEN DER PATRONE
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- 1. Platzieren Sie die Dentalnadel 11 am
Patronenhalter 12.
- 2. Geben Sie eine Anästhetikum-Patrone
in den Patronenhalter 12, schieben Sie diese so vorwärts, dass das
stumpfe Ende das Gummidiaphragma der Nadel auf konventionelle Weise
durchstößt.
- 3. Drücken
Sie die Load-Taste 45 einmal, um den Kolben und die Harpune
vorzurücken.
- 4. Führen
Sie den geladenen Kunststoff-Patronenhalter 12 in das Handstück 10 ein,
wobei die Kolbenharpune 20 in den Patronenkolben oder die
Dichtung 32 eingebettet wird. Drehen Sie den Patronenhalter 12 um
ihn am Handstück 10 zu
befestigen, wodurch die Ansätze 82 und
Lippen 83 lösbar
und physikalisch einrasten, wobei die Patrone oder der Patronenhalter 12 an
das Handstück 10 auf
bajonettartige Weise befestigt werden.
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AUSWÄHLEN DES INJEKTIONSPROGRAMMS
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Die
erfindungsgemäße Spritze
teilt die Abgabe des Anästhetikums
in zwei Phasen. Während
der ersten 10 Sekunden der Injektion wird das Anästhetikum mit einer extrem
langsamen Rate abgegeben, um das Wohlbefinden des Patienten zu optimieren.
Die Injektionsrate erhöht
sich dann automatisch auf die vorprogrammierte Rate, die mit der
gewählten
Injektionsart verbunden ist.
- 1. Wählen Sie
Ihre Injektionsart aus, indem die geeignete Taste gedrückt wird.
Die Injektionsrate wird in der Rate(cm3/s)-Anzeige 42 auf
der Steuereinheit 40 angezeigt.
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VERWENDUNG DES HANDSTÜCKS
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- 1. Nach Auswahl der Injektionstechnik ist die
Vorrichtung 10 zur Durchführung einer Injektion bereit.
- 2. Aspiration (Ansaugen) wird durch Drücken und Loslassen der Aspirations(mittleren)-Taste 73 auf
dem Handstück 10 erreicht.
- 3. Nach Aspiration drücken
Sie und entlasten Sie die vordere Start/Stopp(vorwärts)-Taste 74 am
Handstück 10,
um die Injektion zu initiieren.
- 4. Zu irgendeiner Zeit während
der Injektion kann der Anwender durch einfaches Drücken der
vorderen Start/Stopp-Taste 74 auf dem Handstück 10 das
Programm stoppen.
- 5. Der Anwender kann während
der Injektion die Injektionsrate verdoppeln durch Drücken der
Double(rückwärtigen)-Taste 75 am
Handstück 10 oder
der Double-Taste 76 auf der Steuereinheit 40.
- 6. Wenn die Injektion vollständig
ist, drückt
und entlastet der Anwender die Start/Stopp-Taste 74 am
Handstück 10,
um das Programm zu beenden.
- 7. Wenn eine andere Injektion erforderlich ist, wird den Stufen
2 bis 4 gefolgt und das Programm startet automatisch.
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ENTFERNEN DER PATRONE
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Um
die Patrone und den Halter zu entfernen, drückt der Anwender die Unload-Taste 45 auf
der Steuereinheit 40, um den Kolben 23 vollständig zurückzuziehen.
Dies zieht die Harpune 20 von der Patrone 32 zurück. Der
Anwender wird dann den geladenen Patronenhalter 12 (mit
der angebrachten Nadel 11) vom Handstück durch Lösen der Ansätze 82 von den Lippen 83 abdrehen
und entfernen.
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VORPROGRAMMIERTE INJEKTIONSRATEN
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Die
folgende Tabelle gibt beispielhaft vorprogrammierte Injektionsraten
für verschiedene
Dentalinjektionsverfahren an.
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ALLGEMEINE BETRIEBSMETHODE
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Die
erfindungsgemäße Spritze
ermöglicht
die langsame Abgabe eines Anästhetikums,
die mit manuellen, Daumen-gesteuerten Spritzen, die während über 100
Jahren verwendet wurden, wenn nicht unmöglich, so doch sehr schwierig
zu erreichen ist. Die erfindungsgemäße Spritze mit einem computergesteuerten
Motor gibt das Anästhetikum
der Wahl mit programmierbarem konstanten Druck und Volumen ab. Untersuchungen zeigen,
dass eine langsam gesteuerte Abgabe der Anästhetikumlösung das Anästhetikum in der Zielzone hält und das
Fluid nicht in das umgebende Gewebe zwingt, wo sein Effekt drastisch
verringert wird. Dies minimiert außerdem den mit der Injektion
verbundenen Schmerz durch Minimieren des Weichgewebe-Traumas, das
sich ergibt, wenn eine plötzlicher
Bolus oder eine Lösung
einen übermäßigen Druck
erzeugt oder das Gewebe zerreißt.
Die sich ergebende Leichtigkeit der Verabreichung und Schmerzverringerung
verringert den Stress des Patienten, der mit Injektionen zur Dentalanästhesie
verbunden ist.
-
Es
sollte deshalb verständlich
sein, dass die hier beschriebene Dentalspritze die Aufgabenstellung
der vorliegenden Erfindung löst
und außerdem
einen Fortschritt und Beitrag auf diesem Gebiet bereitstellt. Die
Erfindung wurde in Bezug auf die Zeichnungen und Beschreibung beispielhaft
veranschaulicht, ohne dass versucht wurde, eine Veranschaulichung
oder Beschreibung jeder Ausführungsform
zu geben. Für
den Fachmann auf diesem Gebiet ist es leicht verständlich,
dass verschiedene Größen, Komponenten
und Verfahrensstufen verwendet werden können.
