JP2005502949A - 外科手術器械用のフットスイッチペダルコントローラ - Google Patents

Abstract

側方または垂直方向に移動されたときに比例またはリニアな制御信号を提供する主フットペダルアセンブリを備える外科手術器械用のフット操作式コントローラ。作業者の足とフットペダルとの間の摩擦は、回転ヒールプレートを有するフットパッドによって最小化される。前記フットペダルの左右の制御位置の間の中立領域によって、作業者は、制御設定を変えることなく自分の足を自由に移動させることができる。前記フットペダルの垂直移動は、上下移動中の複数の機械式デテントによって示される。デテント抵抗が変化することによって、作業者は、フットペダルの垂直位置を意識し、それによって、さらに垂直移動すると、その新しいフットペダル位置に対応する器械制御信号が変化することが示され、それによって、作業者に対して、フットペダルが移動したときの機能モードの変化を示す知覚的フィードバックが提供される。

Description

【技術分野】
【０００１】
外科手術器械用のフット操作式コントローラ、詳しくは、眼科外科手術器械用のフット操作式コントローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
外科手術器械用のフット操作式装置は周知であって、従来技術に提示されている。白内障の治療において、欠陥を有する水晶体を人工水晶体と交換する前に、水晶体の破砕と除去のために、水晶体乳化器械が広く使用される。そのような装置は、水晶体に対して好適なレベルの超音波エネルギを当て、手術部位に対して灌注流体を導入し、吸引真空によって手術部位から破砕された組織を除去することを必要とする。従って、外科医の手を自由にするために、制御信号は、フット操作式コントローラを介して器械に対して供給される。このフット操作式コントローラは、足の移動に応答して、所望の超音波出力レベル、灌注流体流を設定し、吸引真空ポンプを変化させるための比例および／または固定制御信号を発生するために独立した手段を有している。
【０００３】
外科手術器械一般、そして特に、水晶体乳化器械を制御するために種々のシステムが使用されてきた。例えば、１つのアプローチは、外科手術器械をコントロールするためにフット操作式コントローラを使用して、作業者の足の方位回転によってメニューから１つの機能が選択されるものである。機能が選択されると、フットペダルは中央位置に戻り、踏み込まれて（または持ち上げられて）、その選択された機能のための制御信号を発生する。ペダルの前記回転方位移動は、移動量比例制御信号を提供するものではなく、フットペダルは、同時に回転と踏み込み操作とが出来るものではなかった。
【０００４】
フット操作式コントローラを使用して制御信号を提供する別のアプローチは、フットペダルに固定された回転軸を備えるデジタル電子フット操作式コントローラを利用するものである。前記軸は、軸エンコーダを有し、これが軸の回転ステータスに関するデジタル信号を提供する。該軸位エンコーダからの出力信号は、制御カードに入力され、これがこの信号を使用して医療装置の様々な機能を制御する。
【０００５】
フットペダルコントローラを使用したさらに別のシステムは、その表面に三つの離間した導電体を備えた回転可能アームを有する。該アームは、離間した電極対を有する領域に渡って回転し、各離間電極対が１つの異なる機能に対応している。従って、フットペダルの回転を、水晶体乳化ハンドピースの灌注流体通路に灌注流体の流れを開始させ、前記ハンドピースの吸引通路に真空を提供し、超音波出力を前記ハンドピースに送るために使用することができる。別の例は、使用者が自分のつま先と足裏とを使用して制御信号を発生させることを可能にする、ベースとペダルの配置を備える二位置式フットペダル制御ユニットを使用する。前記二つの位置間の切り替えは、フットペダルの回転によって達成される。前記コントローラによって、使用者は、前記フットペダルを前記ベースに対してスライドさせるか、もしくは、前記フットペダルを踏み込むことによって、機能のための制御信号を発生させるべく足を回転させることによって二つの機能の切り替えを行うことを可能にする。
【０００６】
フット操作式装置はまた、他のタイプの器械を制御するためにも使用されてきた。例えば、あるフット操作式装置は、ズーム顕微鏡のための制御信号を発生するために使用された。フットペダルを垂直移動すると画像が焦点合わせされ、他方、フットペダルを回転させると倍率が移動量比例的に変化する。さらに、前記フットペダルは、視野を変更するべく、方位平面に対して平行で垂直移動方向に対して直行する平面において往復移動可能である。
【０００７】
水晶体乳化システムにおいて、このシステムによって発生する吸引真空は、手術器械の先端部での吸引力をゼロから所望レベルまで増減するべくフット操作式コントローラによって調節される。さらに、前記フット操作式コントローラは、水晶体乳化モジュールおよびハンドピースを制御するために使用される破砕モードと、マイクロ外科切除器械の作動を制御するために使用されるカッターモードとの間で切り替え可能である。前記セレクタが破砕にセットされて、注入／吸引モジュールの注入モードが自動にセットされると、耳に聞こえるクリック音で示される前記フットペダルの第１位置への踏み込みによって、ハンドピースへの注入が行われる。そして、第２のクリック音で示されるフットペダルの第２位置への踏み込みによって、注入と吸引との両方が行われる。フットペダルを第３位置へ踏み込むと、注入、吸引そして水晶体乳化が行われる。
【０００８】
水晶体乳化中、外科医は、目の中で水晶体乳化プローブの微視的移動を行うことに集中する。そのような移動は、外科医によって、高出力外科用顕微鏡を通して目を見ることによって案内される。通常、外科医は、器械が今どのモードにあるのか、または、どの出力レベルまたは吸引レベルが現在使用されているのかを判断するべく器械のパネルを見るために自分の視界を顕微鏡から離すことを望まない。この理由により、外科医がその外科用顕微鏡を通した視界を維持しながら器械のモードおよび設定を判断することができるように外科医に対して何らかの知覚的フィードバックを与えるべく様々な試みが行われてきた。
【０００９】
フット操作式コントローラを使用して外科医にフィードバックを提供する１つの試みは、フットペダルの回転軌跡に沿った複数の所定ポイントにおいて次第に増大する抵抗を提供するように段階付けられた複数種類の抵抗力を提供する。これにより、フットペダルは、作動の異なる範囲のそれぞれに対して異なった触感的フィードバックを提供する。フィードバックを提供するこの方法を利用するフットペダルは、通常、フットペダルが踏み込まれたときに二つ以上の抵抗範囲を提供する。通常、このタイプのフットペダルは、次第に増大する範囲の抵抗を提供し、これは、例えば、第１範囲用に１つのバネを利用し、次の範囲用には、もっと強力な、またはそうでないバネとすることができる第２のバネを利用する等々によって達成することができる。しかしながら、そのようなシステムは、通常、次の範囲にこれから入ろうとしていることの警告を提供するものではなく、従って、フットペダルに対する圧力の小さな調節によって、水晶体乳化装置の機能または出力レベルに不要な変化が生じる可能性がある。
【００１０】
足を上下または側方にさらに移動させることによって、器械に対する制御信号が変化することになるということを作業者に警告する手段を備えたフット操作式制御装置がいまだに求められている。そのような警告によって、作業者は、信号を変化させること心配することなく、自分の足をある移動範囲に渡って自由に動かすことができる。外科医の準備が完了して、その足をあるポイントまで動かすと、そこで、その作業者に対して、触感的レスポンスによって、さらに足を移動すれば器械制御信号が変化するということが警告される。この触感的レスポンスは、フットペダルの踏み込みと持ち上げとの両方の間において、作業者に対して同等に強い警告を提供する必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、外科手術器械の種々の機能を起動および制御するための制御信号を提供するフット操作式コントローラを使用して、外科手術器械を制御するための改良されたシステムおよび方法を提供する。前記フット操作式コントローラは、該コントローラのベースに対して垂直な垂直移動と、さらに、該コントローラのベースに対して実質的に平行な平面における側方移動とを提供するように構成されたフットペダルを有する。前記フットペダルを踏み込んでこのフットペダルを垂直方向に移動させると、デテント機構によって、フットペダルが、その垂直移動範囲において、異なる機能を起動させることになる地点に近づきつつあるということを示す触感信号が提供される。
【００１３】
本発明の一実施例において、フットペダルアセンブリが、ベースに対して、該フットペダルアセンブリを垂直方向において上下移動可能な状態に取付けられている。係合解除可能なカムとカムフォロアとを備えるデテント機構は、フットペダルが踏み込まれたときに、このフットペダルが該フットペダルの垂直移動範囲の異なる制御セグメント間の過渡領域に接近するに従って抵抗量が減少するように、フットペダルの垂直移動に対する抵抗を与える。フットペダルをさらに踏み込むことによって前記過渡領域が横切られると、抵抗は再び増大する。フットペダルに対する下方の圧力が弛緩されたときは逆のプロセスが起こり、フットペダルを上方に移動可能とし、外科医に対して、前記過渡領域に入りつつあり、器械の機能が変更されつつあるという触感フィードバックが提供される。
【００１４】
本発明の別実施例において、前記フットペダルコントローラは、ベースに取付けられるとともに、フットペダルベースに対して側方に移動するように構成されたスライド可能フットペダルカバーを備えたフットペダルを有するフットペダルアセンブリを有する。前記スライド可能フットペダルカバーは、このフットペダルカバーの側方移動に応答して、外科手術器械に対する制御信号を提供する信号発生器に作動可能に接続されている。提供される前記制御信号は、リニアまたは比例的なものとすることができる。
【００１５】
本発明のさらに別の実施例において、前記フットペダルコントローラは、該フットペダルコントローラのベースに枢支されるとともに、前記スライド可能フットペダルカバーの上方に位置する部分を備えたフットパッドを有する。このフットパッドは、該フットパッドのフットペダルカバー上での実質的に無摩擦移動を提供するべく低摩擦材料から形成することができる。前記フットパッドの上面は、外科医がその足をフットパッド上において側方に移動させてフットパッドがこの外科医の足の移動と共に移動するように、摩擦形成材によって被覆することができる。前記フットペダルカバーは、前記スライド可能フットペダルカバーの左右側方に取付けられた左右の抵抗手段、例えば、バネ装填押しプレートを備え、フットパッドは、これら左右の抵抗手段の間に配設されている。前記フットパッドの幅は、前記左右抵抗手段間の間隔よりも小さく、これにより、フットパッドは、該フットパッドの右側または左側のエッジが前記右側または左側の抵抗手段に遭遇するまでの、中立領域において側方に水平移動可能である。
【００１６】
別実施例において、前記フットペダルは、スロットを備えるフットパッドを有し、前記スロットには、前記信号発生器と機械通信するポストが貫通延出している。この実施例において、前記フットパッドは、このフットパッドを、一方向に十分移動させて、前記スロットの側方端部が前記ポストに係合して、その方向に於ける追加的移動を前記信号発生器に伝えて、それに応答して制御信号を発生させない限り、前記信号発生器に係合することなく、前記ポスト回りで移動可能である。このように、本発明の種々の実施例によれば、信号発生器に係合することなく、従って、何らかのスイッチの起動や外科手術器械の機能の変更を起こさせることなく、外科医の足が選択された距離の移動を可能にするフットパッドが提供される。
【００１７】
別実施例において、前記フットパッドは、前記コントローラベースに枢支された回転可能ヒールプレートによって捕捉されて、それによって、前記フットパッドを大きさの異なる足を収容するように調節可能とするように構成された複数の取付け穴を有する。
【００１８】
本発明のその他の特徴および利点は、本発明の原理を例示的に図示する貼付の図面を参照して、以下の詳細な説明からより明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明のフット操作式コントローラは、多用途型であって、種々の外科手術装置を制御するために使用することができる。それは、特に、水晶体乳化、硝子体切徐術、ジアテルミー療法処置用の器械のような眼科外科手術用器械を制御するように構成されている。従って、このフット操作式コントローラが有利に使用可能な、水晶体乳化器械に含まれる機能制御要素について記載することが役立つ。さて図１を参照すると、水晶体乳化装置１００がブロック図で図示されている。前記装置１００は、図１において破線で示される制御ユニット１０１を備え、これは、真空源を提供する可変速度蠕動ポンプ１０２と、パルス状超音波出力源１０３と、ポンプ速度コントローラ１０５と超音波出力レベルコントローラ１０６とに制御出力信号を提供するマイクロプロセッサを主構成要素とするプログラマブルコンピュータ１０４とを有する。
【００２０】
真空センサ１０７は、コンピュータ１０４に対して、蠕動ポンプ１０２の入力側の真空レベルを設定する入力を提供する。前記蠕動ポンプ１０２を逆転させることによって適当なガス抜きが提供される。後述するように、医師が、灌注流体流、吸引率、および超音波出力レベルを制御することを可能にするためにフットペダル１１０が設けられる。
【００２１】
前記制御ユニット１０１は、ライン１１１から水晶体乳化ハンドピース１１２に対して超音波出力を供給する。灌注流体源１１３が、ライン１１４を介して前記ハンドピース１１２に、そして、灌注ライン１１４’を介して前記ハンドピースから目に流体接続されている。前記ハンドピースを介した流体源１１３に収納された灌注流体の流量は、重力によって駆動され、通常、流体源をハンドピースに対して上下に移動させることによって調節され、バルブ１１８によってＯＮ／ＯＦＦされる。灌注流体と超音波出力は、ハンドピース１１２によって患者の目１１５に与えられる。灌注流体と破砕された水晶体組織との吸引は、吸引ライン１１６および１１６’を介して、前記制御ユニット１０１内に収納された蠕動ポンプ１０２によって達成される。プログラマブルコンピュータ１０４は、前述した真空センサ１０７からの信号を測定し、次に、前記蠕動ポンプ１０２の吐出量を制御することによって、前記入力ライン１１６における実際の真空レベルに応答する。
【００２２】
もしも前記ハンドピース吸引ライン１１６’が閉塞すると、前記真空センサ１０７によって検出される真空レベルが上昇する。前記コンピュータ１０４は、好ましくは、吸引率、真空レベル、および前記ハンドピース、そこから目へと供給される超音波出力のレベルに対して作業者設定可能な限界値を有する。前記ハンドピース吸引ライン１１６’が閉塞した結果、真空センサ１０７によって検出された真空レベルが所定のレベルに達すると、プログラマブルコンピュータ１０４は、ポンプ速度コントローラ１０５に対して蠕動ポンプ１０２の速度を変えるように指令し、ポンプは吸引率を変える。
【００２３】
吸引された物質によって前記吸引ラインが閉塞した場合、蠕動ポンプ１０２の速度は、前記吸引ラインを開放するため、または、その物質をハンドピースと接触状態に保持するために、増加または減少（あるいは、超音波出力のレベルを変える）させることができる。閉塞物質が破砕されるか、その他の方法で除去されると、真空センサ１０７は真空レベルの低下を記録し、プログラマブルコンピュータ１０４に蠕動ポンプ１０２の速度を非閉塞作動速度に変えるように指令する。あるいは、または、これに追加的に、前記灌注流体源１１３が、さらに、灌注流体の流れを、制御バルブ１１９を介して吸引ライン１１６に変更することによって、吸引ライン１１６’に還流流体供給を提供するように構成することができる。前記吸引ライン１１６および１１６’と、ハンドピース内の吸引通路とを介した灌注流体の逆流（還流）を、そのような障害物を除去するために使用することができる。
【００２４】
そのような器械の制御設定の多くは、予めプログラムされた命令によって設定可能であるが、種々の手術中手順には、単数または複数の制御設定の即座の変更を必要とする。水晶体の超音波介在乳化とそれの目からの吸引は、強力な力間の微妙なバランスを必要とする複雑な処置である。そのような力の正確な手術中制御が必須であり、これは、本発明のプログラマブルフット操作式コントローラによって容易となる。
【００２５】
次に図２を参照すると、前記フット操作式コントローラ１１０は、ベース２００（図３と図４に見える）と、左側２０１と右側２０２と、前記ベース２００上に位置するカバー２０３とを有する。前記ベース２００には、フットペダルアセンブリ３００が回動可能に取付けられている。そのヒールプレート２０５の下側に取付けられた軸を備えるヒールプレート２０５が、前記軸を、ベース２００の近端部近くに位置するベース２００の上面に形成された穴に取付けられることによってこのベース２００に対して回転可能に取付けられている。フットパッド２１４は、それに形成され、ヒールプレート２０５の前記軸を受け入れるように寸法設計された一連の穴を備える近端部を有する。ヒールプレート２０５の前記軸を受け入れるためにベース２００に形成された前記穴は、前記軸が前記穴に完全に挿入されたときにベース２００の上面とヒールプレート２５の下側との間に空隙を維持するのに十分な深さに形成され、それにより、フットパッド２１４の前記近端部は、ヒールプレート２０５の前記軸回りで自由に回動可能である。前記フットパッド２１４は、フットペダル２０４の上方に位置する遠端部２１５を有する。
【００２６】
カバー２０３は、ベース２００の近端部と遠端部とに対応する遠端部と近端部を有する。カバー２０３は、さらに、右側２４０と左側２５４とを有する。つま先キャッチ２５０が、右側２４０と左側２４５との間のカバー２０３の近端部に取付けられている。このつま先キャッチ２５０は、該つま先キャッチ２５０の底面と、その上にベース２００が位置する表面との間に空間が形成され、靴のつま先をこの空間に入れて、作業者がその足で前記フット操作式コントローラ１１０の近端部を持ち上げて、それによって作業者の望むように、フット操作式コントローラ１１０の位置を調節するべく前記表面回りでベース２００を動かすてこ力を提供するように取付けられている。フット操作式コントローラ１１０の移動を容易にするために、デュポン社の製品であるテフロン（登録商標）、ナイロン、またはその他の適当な材料等の低摩擦材２５５、を、ベース２００の底面に設けることができる。好ましくは、そのような低摩擦材２５５は、ベース２００の遠端部にのみ設けられ、これにより、ベース２００が表面上の実質的に平坦な位置にあるときに、フット操作式コントローラ１１０が適度に安定して、フットペダルが操作されたときに一定位置に留まるようになる。あるいは、低摩擦材２５５を、フット操作式コントローラ１１０の近端部がつま先キャッチ２５０を使用して持ち上げられたときに、移動の容易性を提供する、車輪、ローラ等のその他の手段によって置き換えることも可能である。
【００２７】
前記フット操作式コントローラ１１０は、さらに、６つのフット操作可能スイッチ２０６−２１１を有する。これらのスイッチのうちの三つ２０６，２０７，２０８は、コントローラ１１０の左側２０１に配設され、足によるアクセス可能である。追加の三つの足アクセス可能スイッチ２０９，２１０，２１１は、フット操作式コントローラ１１０の右側２０２に配設されている。七番目のつま先操作可能非リニアスイッチ２１２が、前記カバー２０３に取付けられたヨーク２１３上に配設されている。各スイッチ２０６−２１２は、プログラマブルであって、個々の外科医の好みに応じてＯＮ／ＯＦＦ（非リニア）的に特定の予めプログラムされた制御設定を起動させるべく外科医によって選択可能である。さらに、特定の制御パラメータをリニア的または非リニア的に選択、制御するために、前記フットペダルアセンブリ３００の側方移動を利用することができ、制御パラメータの選択は、外科医によって予めプログラムされた命令に依存する。前記ヒールプレート２０５は、このヒールプレート２０５によって作業者は、フットペダルを側方に移動させることなく、自分の足を側方に移動させてフット操作可能スイッチ２０６−２１１を起動することを可能にする点で、これらフット操作可能スイッチ２０６−２１１の選択を容易にする。
【００２８】
前記フットペダルアセンブリ３００の移動によって、垂直および側方または方位移動に応答したリニアまたは非リニア移動−比例信号出力が提供される。前述したように、フットスイッチの位置によって制御される前記可変パラメータは、作業する外科医によってプログラムされた制御ユニット１０１の特定のスイッチ設定の選択に依存する。例えば、制御ユニット１０１が水晶体乳化モードで作動するようにプログラムされている場合、フットペダルアセンブリ３００を踏み込むと、フットペダルの垂直移動からの信号出力によって、引き続き、目への流灌注流体、目からの流体の吸引速度、そして最終的にハンドピースに対する超音波出力を制御することができる。
【００２９】
図３は、前記フット操作式コントローラ１１０の左側斜視図であって、前記カバー２０３を取り外して、フットペダルアセンブリとデテントアセンブリ３０１との間の構造関係を図示している。前記フットペダルアセンブリ３００上のフットペダル２０４を踏み込むことによって、複数の連続機能を作動させることができる。従って、外科医が、フットペダルをさらに踏み込めば新たな機能が起動される、および／または、さらに解除すれば機能が停止されるポイントを認識可能であることが望ましい。装置と人々がそれらの個々の仕事を行っている騒音の多い環境においては、クリック音等の可聴信号は聞こえないかもしれず、従って、外科医は、どの機能が起動または停止されたかを判断するための適当なフィードバックを受け取ることができないかもしれない。
【００３０】
外科医に対して、新たな機能の差し迫った起動を知らせるために、前記フットペダルアセンブリ３００は、外科医に対して、フットペダル２０４の垂直移動に関する正確な昇降情報を提供するべくデテントアセンブリ３０１に接続されている。前記フットペダルアセンブリ３００は、前記フットペダル２０４と、平行なフットペダル支持アーム３０５，３０５’（支持アーム３０５’は図３および４には見えない）とを備える。支持アーム３０５は、回転可能に取付けられた軸３０２に堅く取付けられている。そして、この軸３０２は、前記デテントアセンブリ３０１の一部を構成するデテントアーム３０３に取付けられている。フットペダル２０４が踏み込まれると、軸３０２が回転し、これによってデテントアーム３０３の遠端部３０４を押す。これは、本発明のデテントアセンブリ３０１が側方断面図で図示されている図４により詳細に図示されている。
【００３１】
前記デテントアセンブリ３０１は、前記ベース２００に固定された主ペダル戻しバネ４０１を有する。このバネ４０１は、前記ベースとデテントアーム３０３との間に配設されて、デテントアーム３０３を上方に付勢している。カムキャリッジ４０２がレール４０３にスライド可能に取付けられ、このレールは、ベース２００に堅く取付けられている。前記カムキャリッジ４０２は、キャリッジ戻しバネ４０４によって、前記デテントアーム３０３の遠端部３０４に向けて付勢されている。前記デテントアーム３０３の遠端部３０４にはカムフォロア４０５が回転可能に取付けられ、軸３０２の回転に応答して前記デテントアーム３０３が押し下げまたは押し上げられたときに、前記カムキャリッジ４０２に抗して移動する。フットペダル２０４（図４には図示せず）が踏み込まれると、軸３０２の回転によって、カムフォロア４０５は下方に強制移動される。このカムフォロアが、フットペダル２０４に対する足の圧力に応答してその下方移動軌跡を進行するにつれて、前記キャリッジ戻しバネ４０４が圧縮され、カムフォロアは、その内の二つが４０６と４０７で図示されている一連のデテントに遭遇する。二つのデテントしか図示されていないが、当業者にとっては、種々の所望の機能の制御にとって必要なだけ、二つ以上のデテントを設けることが可能であることは自明であろう。
【００３２】
各デテントは、フットペダルアセンブリ３００上のフットペダル２０４の踏み込み移動に抗する物理的抵抗の変化を提供する。例えば、フットペダル２０４が外科医によって踏み込まれると、その抵抗の変化によって、外科医に、フットペダルをさらに移動させれば、手術中器械機能間の移行が生じるということを知らせる。抵抗に於ける更なる変化はまた、フットコントローラからの特定の作動信号への変化が生じた時を示す、前記カムフォロア４０５とデテント間の相互作用によって起こされ得る。前記デテントアセンブリ３０１は、フットペダル２０４が踏み込み位置から持ち上げられた時にも同様に作動し、作業者に対して、フットペダルをさらに移動させると、手術中器械機能間の移行が生じることと、フットコントローラからの特定の作動信号に対する変化が生じた時を示す抵抗信号が提供される。
【００３３】
フットペダル２０４の垂直移動範囲全体に渡って、デテントアーム３０３の遠端部３０４上に配置されたカムフォロア４０５との機械的接触状態を維持する前記カムキャリッジ４０２の一部分は、カムプロファイル４０８を形成する曲線エッジを有する。前記カムプロファイル４０８は、プロファイルセレクタ軸４１０と軸マウント４１１とによってベース２００に回転可能に取付けられたカムプロファイルセレクタ４０９によって除去することが出来る。前記カムプロファイルセレクタ４０９は、前記デテントアーム３０３の遠端部に接続された前記カムフォロア４０５を、カムキャリッジ４０２のカムプロファイル４０８との接触状態から解除するための手段を提供する。前記カムプロファイルセレクタ４０９が、カムプロファイルセレクタスイッチ４１２（図３に図示）によって時計回り方向に手動で９０度回転されると、第２のカムプロファイル４００が前記カムキャリッジ上の第２のカムフォロア４１３を、この第２カムフォロア４１３が、主としてデテント４１４に係合し、カムキャリッジ４０２を退避位置（即ち、前記キャリッジ戻しバネ４０４が圧縮された状態で）にロックし、これによって、前記カムフォロア４０５を、カムキャリッジ４０２のカムプロファイル４０８エッジに対する押し付け状態が解除されるまで、後方に付勢する。前記カムプロファイルセレクタ４０９が作動され、カムフォロア４０５がカムプロファイル４０８から解除されたとき、フットペダルを踏み込み、および／または持ち上げると、フットペダル移動の許容可能な垂直範囲に渡って、スムースで連続した触感印象が提供される。
【００３４】
図５を参照すると、改変フットペダルアセンブリ３００は、本発明によるデテントアセンブリ３０１と組合させるフットペダル２０４を有する。前記デテントアセンブリ３０１は、ベース２００に堅く取付けられたリニアポテンショメータ５０１を備える。このポテンショメータ５０１は、デテントアーム３０３に取付けられた電導性スライドブラシ５０２と相互作用する。フットペダル２０４を踏み込むと、前記ブラシ５０２が、デテントアーム３０３の位置へ応答して移動し、移動量比例制御信号を外科手術器械に提供する。
【００３５】
要するに、外科医が外科手術器械を制御することを可能にするのに有用な本発明による前記フット操作式コントローラ１１０は、下面と上面とを備える床支持可能コントローラベースを有する。前記コントローラ１１０は、前記コントローラベース２００の前記上面に回転可能に取付けられた軸３０２に固定されたフットペダル２０４を備えるフットペダルアセンブリ３００を有する。前記コントローラベースの上面にはデテントアセンブリ３０１が取付けられ、これは、前記軸３０２の回転に応答する。該デテントアセンブリは、前記軸が所定の回転位置にあるときに、軸の回転に対する抵抗の所望の変化を与えるための手段を提供する。前記フット操作式コントローラは、好ましくは、さらに、リニアポテンショメータ５０１または軸位置エンコーダ等の制御信号発生装置を有し、ここで、この制御信号発生装置によって発生される制御信号は、電気抵抗や電圧等のそれに関連する測定可能な可変特性を有する。前記可変特性の値は、前記制御信号含み、これは、前記軸の回転に応答して変化する。外科医によってフットペダルが移動されると、前記軸が回転し、それによって制御信号が発生し、これが、前記器械に対してその作動を制御するべく通信される。
【００３６】
本発明の前記デテントアセンブリによって提供される前記触感作用は、図１１−１３に図示されている従来のフット操作式コントローラのものと異なる。図１１および１２を参照すると、従来のフットペダルが踏み込まれたときは（図１１）、フットペダルの下方への移動を行うためにフットペダルに与えられる力は、図１１に図示されているように漸進的に増加する。フットペダルに対する力が弛緩されて図１１のフットペダルがその完全な直立位置へと上方に戻されるときは、図１２に図示されているように、フットペダルに対する力は、図１１の力／移動曲線を実質的にミラーする状態で漸進的に減少する。尚、図１１および１２に図示されている例は、もっぱら例示の目的で提供される１つの従来式フット操作式コントローラのものであることが理解されなければならない。従来のフット操作式コントローラは、力対ペダル移動曲線の傾きが、ペダルが踏み込まれたときには、図１１に図示されているように正であり、図１２に図示されているように上方の移動においては負である、フットペダル力／移動特性を示す。詳しくは、フットペダルが位置ＣＳ０を超えて過渡領域ＴＺ０を介して、第１制御信号ＣＳ１に対応する領域へと初めに踏み込まれるとき、第１制御信号が外科手術用器械に伝えられる。フットペダルがＴＺ１で第２過渡領域を通過して、フットペダルが第２領域ＣＳ２に入ると、第２制御信号が発生され、これが外科手術器械に伝えられる。これらの制御信号の大きさは、一定としてもよいし、あるいは、フットペダル位置に比例した値を有するものであってもよい。
【００３７】
図１３は、本発明によって提供されるフットペダル踏み込みに対して与えられる可変抵抗を図示している。線９５０によって図示されているように、外科医がフットペダルに対して下方の圧力を加えはじめ、フットペダルが制御信号領域ＣＳ０’を横切ると、下方への踏み込みに対する抵抗は増大する。領域ＣＳ０’の横断の時点において、前記デテント機構によって提供される抵抗を平坦にして、外科医に対して、制御機能の変化、または過渡領域に接近しつつあることを知らせることができる。フットペダルによって制御される外科手術器械がいかにプログラミングされるかに応じて、フットペダルをさらに踏み込むことによって、前記器械の何らかの他の機能のリニア的または比例的制御を提供することができる。
【００３８】
図１１および１２に図示した代表的な従来のフット操作式コントローラの前記例示的力対移動曲線と異なり、本発明のフットペダルをさらに踏み込むと、フットペダルは過渡領域ＴＺ１’に近づく。フットペダルの踏み込みによってフットペダルが過渡領域ＴＺ１’に入ると、前記デテント機構は、フットペダルをさらに踏み込むことに対する抵抗を減少させ、これによって、外科医に対して、フットペダルは過渡領域に入るのに十分踏み込まれていることの触感信号を提供する。フットペダルをさらに踏み込むことによって前記過渡領域が越えられると、デテント機構は、さらに踏み込むことに対する抵抗を増大させ、別の制御領域に入りつつあることを知らせる。さらなる各制御信号領域、例えば、制御領域ＣＳ２’とＣＳ３’の前に過渡領域があるので、外科医は、例えば、１つの制御領域から出たことを示す、さらに踏み込むことに対する抵抗の減少によって起こされる触感フィードバックから、フットペダルをさらに踏み込めばフットペダルは別の制御領域に入り、器械の別の機能が起動されるということが判る。
【００３９】
要するに、図１３の線９５０において、フットペダル移動量の関数としてフットペダルをさらに踏み込むために必要な力として示されている本発明の前記デテント機構によって与えられる抵抗は、フットペダルがＣＳ０’等の制御信号領域を出て、ＴＺ１’等の過渡領域に入るときに減少し、最小値に到達し、その後、フットペダルがＣＳ１’等の次の制御信号領域に入るときに増加する。この抵抗は、フットペダルが制御信号領域を越えてＴＺ２’等の隣接する過渡領域に入るときにさらに増大するようにしてもよい。
【００４０】
完全に踏み込まれた状態から始まって、フットペダルに対する力を弛緩させると、図１３の線９８０によって図示されているように、フットペダルが制御信号領域ＣＳ３’を出て、制御信号領域ＣＳ２’，ＣＳ１’およびＣＳ０’を超えるときに、それぞれ、外科医によって類似の触感が感知される。例えば、外科医がフットペダルに対する下方への力を減少させると、フットペダルが制御領域ＣＳ３’を離れて過渡領域ＴＺ３’に入るときに、前記デテント機構は、下方への圧力に対する抵抗を減少させる。尚、この抵抗の減少は、フットペダルを静止位置に維持するのに必要な力の急激な減少として、外科医によって知覚されるということが銘記されなければならない。外科医がフットペダルに対する下方への力をさらに弛緩させるにつれて、フットペダルは上昇し続け、前記デテント機構によって与えられる抵抗も同様に増大し、外科医に対して、フットペダルが別の制御領域、この例の場合には、制御領域ＣＳ２’に接近しつつあることを知らせる。下方への力をさらに減少させれば、フットペダルはさらに上方に移動し、その結果、過渡領域ＴＺ２’に入り、これは、抵抗の急速な減少、その後の制御領域ＣＳ１’への接近と侵入を示す抵抗の増加によって示される。フットペダルをさらに弛緩させ、過渡領域ＴＺ１’を超えて制御領域ＣＳ０’に入るときにも類似の変化が知覚される。
【００４１】
フットペダルがその移動範囲を、特に上方向に超えるときに、本発明のフット操作式コントローラの作業者によって知覚される前記触感は、従来のコントローラで作業者によって知覚される触感よりも判りやすい。本発明のフットペダルデテントアセンブリによって可能とされるフットペダル位置の下方向と上方向との両方における触感の増大は、従来技術に対する改良である。
【００４２】
本発明の前記フットペダルアセンブリ３００に戻ると、このフットペダルアセンブリのフットペダル２０４部分が図６の下方斜視図と、図７の上方斜視図とに図示されている。前記フットペダル２０４は、その側方端部において支持アーム３０５，３０５’に堅く取付けられたペダルベース６０１を有する。前記ペダルベース６０１には、スライダ機構７００が堅く取付けられ、リニアポテンショメータ７０２もそれに堅く取付けられている。前記リニアポテンショメータ７０２は、その内部に配設されたスライド可能に取付けられたブラシ（図示せず）を有する。このブラシにはポテンショメータアクチュエータ７０３がこのアクチュエータ７０３の軸心方向移動によって、ブラシがポテンショメータ内において位置変更され、これによって、ポテンショメータからの出力信号が変化するように取付けられている。前記ブラシの上方には軸心方向に圧縮可能なベローズ７０４が配置され、これがブラシ７０２を、粒子、流体等による汚染から保護している。左側プレート７０５と右側プレート７０６とを備えるフットペダルカバー７１０が前記スライダ機構７００に堅く取付けられ、さらに、ポスト７１５を介してポテンショメータアクチュエータ７０４に接続されている。
【００４３】
図７は、フットペダル２０４を、フットペダルカバー７１０を取り外してフットペダルの機能部材を露出させた状態で図示している。フットペダル２０４は２−ピースボールベアリングスライダ機構７００を有する。該スライダ機構７００の下方の固定部分（図７には見えない）は、下方からベース６０１に堅く取付けられている。スライド可能に取付けられた上方部分７０９は、前記スライド機構７００の二つのボールベアリングエッジに沿って前記下方部分によって保持され、該下方部分上を前後に往復スライド移動する。前記フットペダルカバー７１０は、取付け手段７１１によって前記スライダ機構７００の上方部分７０９に堅く取付けられている。左右の押しプレート７０５，７０６が、それぞれ、ネジ７１２，７１２’、および７１３，７１３’によって前記フットペダルカバー７１０に堅く取付けられている。ネジ７１２，７１２’は、それぞれ、フットペダルカバー１７０の穴７１４，７１４’に挿入される。
【００４４】
前記フットペダルカバー７１０の下側に、それぞれ、４つのネジ７１６，７１６’，７１７，７１７’によって、フットペダルカバーセンタリングガイド７０８，７０８’が堅く取付けられている。前記ベース６０１の凹部空間内に、フットペダルカバーセンタリングバネ７０６とバネキャップ７０７，７０７’が配設され、これらは、前記フットペダルカバーがフットペダルに取付けられたときに保持される。ポスト７１５がフットペダルカバー７１０の下側に堅く取付けられ、これは、フットペダルカバー７１０がフットペダルアセンブリ２０４上に位置されたときに、前記フットペダルカバー７１０とリニアポテンショメータ７０２のブラシとの間の接続を提供する複数の部材７０３，７０４の集合から構成されるポテンショメータブラシ駆動アセンブリのヘッドに形成された穴に挿入される。前記リニアポテンショメータ７０２の前記ブラシアセンブリを除いた部分は、例えば、接着剤等の取付け手段によって、前記ベース６０１に堅く固定されている。前記ポテンショメータの前記ブラシアセンブリ７０３，７０４は、ポテンショメータ７０２の本体内へと延出するプランジャ軸（ベローズ７０４によって隠されている）を有する。フットペダルカバー７１０をベース６０１に対して側方に前後に移動させると、前記ポスト７１５が、前記ポテンショメータブラシアセンブリの前記プランジャ軸を、ポテンショメータ７０２の本体部に対して出入り移動させる。これによって、制御ユニット１０１に対して可変の電気出力信号が送られ、この信号を器械の制御に使用することができる。
【００４５】
前記フットペダルカバー７１０を、ベース６０１に対して左側に移動させると、前記フットペダルカバーセンタリングガイド７０８がバネキャップ７０７を押して、バネ７０６とバネキャップ７０７，７０７’を収納している前記ベース凹部７１８の右側エッジに対して、バネ７０６を圧縮する。このフットペダルカバーを右側に推進させている力を解除すると、バネ７０６が反発してフットペダルカバー７１０を再びセンタリングする。フットペダルカバーをベース６０１に対して左側に移動させると、前記フットペダルカバーセンタリングガイド７０８’がバネキャップ７０７’を押して、バネとバネキャップを収納している前記ベース凹部７１８の左側エッジに対してバネ７０６を圧縮する。このフットスイッチペダルカバーを左側に推進させている力を解除すると、バネ７０６が、反発してフットスイッチペダルをベース６０１に対して再びセンタリングする。
【００４６】
作業者の足とフットペダルカバー７１０との間には、作業者の足の足裏を受け入れるように寸法設計された表面を提供するフットパッド２１４（図２，８および９に図示される）が配設されている。このフットパッドの近端部８００は、三つの円形切り欠き８０１，８０２，または８０３の１つによって、前記制御ユニット１１０のヒールプレート２０５によって回転可能に保持されており、前記切り欠きの選択は作業者の足のサイズに依存する。図８に図示されている、前記フットパッドの上面の部分８０４は、作業者の足裏と密な接触を提供するノンスリップ面を有する。フットパッド２１４の遠端部２１５は、フットペダルカバー７１０の上部を前後にスライドする。前記フットパッドの、左右エッジ８０５，８０６は、それぞれ、その回転時において、フットペダルの側方押しプレート７０６，７０６を押す。フットパッド２１４の最大幅は、側方押しプレート７０６，７０６間の間隔よりも小さい。前記フットパッド２１４は、図９に図示されているように、その下面に低摩擦面９０１を備え、これによって、フットパッドのフットペダルカバー上の側方押しプレート間に於ける実質的に無抵抗の移動を可能にしている。従って、作業者は、前記フットパッドのエッジが前記側方プレート７０５または７０６の一方に遭遇し、それ以上の回転に抗する抵抗バリアに遭遇するまで、該フットパッドを、中央に位置する中立位置からほとんど抵抗無く、時計回りまたは反時計回り方向に回転させることができる。フット回転中にフットパッドのエッジと側方プレートとの間でそのような遭遇が発生すると、作業者は、機械的抵抗の変化を知覚することができ、さらに力を加えて作業者の足をさらに回転させ続けるとポテンショメータによって提供される制御信号を変化させることになるという事象の始まりを即座に知らされる。作業者によって抵抗が感じられるまで制御信号に影響を与えることなくフットパッドを回転させることができることにより、作業者は、フットペダルによって制御される機能のいずれも変化させることなく、その足を僅かに移動させることが可能となり、作業者は、長い処置中に、その処置に影響を与えることなく、快適な位置を探し出すことが可能となる。
【００４７】
前記フットペダルカバー７１０がセンタリングされると（即ち、フットパッドのいずれのエッジもフットペダルカバーを移動させず、バネ７０６が圧縮されていない状態）、ポテンショメータからの出力制御信号は、その最大出力値の５０％である。従って、フットペダルカバーによりポテンショメータブラシがその左右の限界まで動くと、ポテンショメータからの出力制御信号は、その最大出力値の０％と１００％との間で変化する。ポテンショメータから出力された制御信号は、トリガー回路またはマイクロプロセッサ手段によって、ＯＮ／ＯＦＦ命令、または、その大きさがポテンショメータの本体内の前記ブラシの位置に比例するリニア出力信号のいずれかとして解釈することができる。そのようなマイクロプロセッサは、プログラマブルであって、フット操作式コントローラのポテンショメータの近傍、例えば、右側ペダル懸垂アーム上に配置することができる。次に、前記トリガー回路またはマイクロプロセッサからの出力は、ケーブルなどの適切な伝導手段によって、その後に作業機能を制御するべく、前記制御ユニット１０１に送られ得る。
【００４８】
要するに、フットペダルの垂直移動に関連する前述した利点に加えて、本発明のフット操作式コントローラは、好適実施例において、その側方エッジにバネ装填された左右の押しプレートを備えるスライド可能ペダルカバーによって支持された状態の作業者の足を側方に回転させることによって、作業者が器械を制御することを可能にする。前記左右押しプレートは、それらの間にフットバッドの最大幅を受け入れるべく互いに対して第１距離離間している。フットペダルは、リニアポテンショメータ等の制御信号発生装置を備え、この制御信号発生装置は、コントローラベースが位置する平面に対して実質的に平行な平面におけるフットペダルカバーの側方移動に応答、および／または比例する大きさの測定可能な制御信号を発生する。
【００４９】
作業者の足のフットペダルカバーとの間に位置する前記フットパッドは、好ましくは、長さを有すると共に、最大幅を有する遠端部と、コントローラベース上に配設されたヒールプレートによって回転可能に保持された近端部とを有するプラスチック材等の適切な材料から成る平面シートである。前記フットパッドは、その上に置かれた作業者の足の足裏を受け入れるような形状にされ、および寸法設計されている。フットパッドの最大幅を有する遠端部は、このフットパッドの最大幅が左右プレート間に配置され、フットパッドの最大幅が押しプレート間の距離より小さくなるように、前記フットペダルカバーの一部の上に位置している。フットパッドは、フットペダルカバーの押しプレート間の領域において自由に回転可能である。この特徴により、作業者は、回転抵抗の変化を介して、フットパッドをさらに回転させれば制御信号の変化が起こるということを検出することができる。フットペダルの左右押しプレート間の領域におけるフットパッドの反時計回りまたは時計回り方向回転に対する抵抗は、フットパッドの左側または右側エッジがそれぞれ左側または右側押しプレートと接触するときに遭遇する反時計回りまたは時計回り方向回転に対する抵抗よりも小さい。
【００５０】
別実施例において、図１０に示されているように、フットペダルアセンブリ９１５は、フットパッドの遠端部にスロット９２５を備えるフットペダル９２０を有し、これは、作業者の足と、信号発生器（図示せず）に機械的に通信するフットペダルカバー９３０との間に配設されている。前記フットペダルカバー９３０に接続されたポストが前記スロット９２５を通って延出している。前記スロットは、右左の側方端部９４０，９４５を有する。前記スロットの長さ、即ち、スロットのこれら右左側方端部９４０，９４５間の距離は、フットパッドが右左側方端部が前記ポスト９３５に係合すること無く、移動可能な中立領域を提供する。この構造は、フットパッドのいかなる移動も前記ポスト９３５に対して、そしてそこから前記フットペダルカバー９３０そして信号発生器へ伝えることなく、フットパッドを前記ポスト回りで選択された距離を移動させ、それによって、フットペダルによって制御されている器械のいずれの機能も起動または変化させることなく、フットペダル９２０の或る程度の側方または方位移動を可能にする。あるいは、前記フットペダルカバー９３０は省略可能であり、前記ポスト９３５は、前記信号発生器と機械通信させてもよい。
【００５１】
以上、本発明の特定の実施例を図示、説明してきたが、本発明の要旨および範囲から逸脱することなく、様々な改変を行うことが可能であることは明白であろう。従って、本発明は、貼付の特許請求の範囲による以外には限定されるべきものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１は、装置の制御パラメータが、プログラマブルコントローラとフット操作式コントローラとによって設定される、超音波外科手術装置のブロック図である。
【図２】図２は、本発明による外科手術装置用のフット操作式コントローラの斜視図である。
【図３】図３は、図２のフット操作式コントローラを上方左側斜視図であって、カバーを取り外して、フットペダルアセンブリの垂直移動を示すためのデテント機構に接続されたフットペダルアセンブリの部分を露出させた図である。
【図４】図４は、本発明による垂直移動型フットペダルアセンブリと使用されるデテント機構の好適実施例の断面図である。
【図５】図５は、図２のフット操作式コントローラの左側における上方右側斜視図であって、前記カバーを取り外して、フットペダルアセンブリの垂直移動を示すためのデテント機構に接続されたフットペダルアセンブリの部分を露出させた図である。
【図６】図６は、フットペダルアセンブリの一部分の斜視図であって、フットペダルの底とフットペダル支持アームとを示す図である。
【図７】図７は、前記フットペダルカバーを取り外した状態のフットペダルアセンブリの斜視図である。
【図８】図８は、フットパッドの平面図である。
【図９】図９は、フットパッドの底面図である。
【図１０】図１０は、フットパッドの別の実施例の平面図であって、信号発生器と機械通信するポストに係合するためのスロットを示す図である。
【図１１】図１１は、代表的な従来のフットペダルを、その下方垂直移動距離を移動させるのに必要な漸進的に増加する力を示すグラフである。
【図１２】図１２は、代表的な従来のフットペダルを、フットペダルを初めに完全に押さえ付けたときにその上方垂直移動距離を移動させるのに必要な漸進的に減少する力を示すグラフである。
【図１３】図１３は、本発明によるフットペダルを、その垂直移動軌跡に渡って上下に移動させるために必要な適用力を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５３】
１０２ 蠕動ポンプ
１０３ 超音波出力源
１０４ コンピュータ
１０５ ポンプ速度コントローラ
１０６ 出力レベルコントローラ
１１０ フットペダル
１１２ ハンドピース
１１５ 眼

Claims (54)

1. 作業者が器械を制御することを可能にするべく作動可能なフット操作式コントローラであって、
   下面と、第１平面および左右側方を形成する上面とを備える床支持可能コントローラベースと、
   軸に固定されたフットペダルを備えるフットペダルアセンブリであって、前記軸は、前記コントローラベースの前記上面に回転可能に取付けられているフットペダルアセンブリと、
   前記コントローラベースに取付けられたデテントアセンブリであって、該デテントアセンブリは、前記軸の回転に応答し、前記軸が所定の回転位置を回転して横切ったときに、前記軸の回転に対する抵抗の触感的変化を与えるための手段を提供するデテントアセンブリとを備えたフット操作式コントローラ。
2. 請求項１のフット操作式コントローラであって、さらに、制御信号発生装置を有し、前記制御信号は、それに関連する測定可能な可変特性を有し、該可変特性は、前記軸の回転に応答して変化する値を有し、前記制御信号の前記値は前記器械に伝えられるフット操作式コントローラ。
3. 請求項２のフット操作式コントローラであって、前記制御信号発生装置はポテンショメータであるフット操作式コントローラ。
4. 請求項２のフット操作式コントローラであって、前記制御信号発生装置は、光学式軸位置エンコーダであるフット操作式コントローラ。
5. 請求項１のフット操作式コントローラであって、前記デテントアセンブリは、
   デテントベースと、
   前記軸に固定された近端部および該近端部に対向する遠端部を備えるデテントアームであって、前記軸の回転に応答して回転するデテントアームと、
   前記枢支デテントアームと前記ベースとの間に配設されたバネと、
   前記ベースにスライド可能に取付けられるとともに前記デテントアームに作動可能に係合されて前記軸回転に対して可変抵抗を提供するカムキャリッジとを備えたフット操作式コントローラ。
6. 請求項５のフット操作式コントローラであって、前記デテントアセンブリは、さらに、前記デテントアームを前記カムキャリッジから可逆的に係合解除するべく作動可能なカムキャリッジ係合解除手段を有するフット操作式コントローラ。
7. 作業者が器械を制御することを可能にするべく作動可能なフット操作式コントローラであって、
   フットペダルを備えるフットペダルアセンブリであって、前記フットペダルは、休止位置から側方および垂直に移動可能であるフットペダルアセンブリと、
   前記フットペダルと作動可能に通信する出力信号発生器であって、前記フットペダルの移動に応答する値を有する器械制御信号を提供する出力信号発生器とを備えたフット操作式コントローラ。
8. 請求項７のフット操作式コントローラであって、前記フットペダルは、前記休止位置を中心として一定距離側方に移動可能であり、前記フットスイッチペダルの、前記休止位置に隣接する前記距離内における移動は、制御信号の値を変化させないフット操作式コントローラ。
9. 作業者が器械を制御することを可能にするべく作動可能なフット操作式コントローラであって、
   下面と、第１平面および左右側方を形成する上面とを有する床支持可能コントローラベースと、
   前記ベースの前記上面に取付けられたフットペダルアセンブリとを備え、
   該フットペダルアセンブリは、
   フットペダルベースおよびその上に移動可能に取付けられたフットペダルカバーを備えるフットペダルと、
   前記フットペダルカバーに作動可能に取付けされた制御信号発生装置であって、前記第１平面に実質的に平行な平面における前記フットペダルベースに対する前記フットペダルカバーの側方移動に応答する大きさを有する測定可能な制御信号を発生する制御信号発生装置とを有するフット操作式コントローラ。
10. 請求項９のフット操作式コントローラであって、前記フットペダルカバーは、さらに、前記スライド可能フットペダルカバーの側方エッジに配設された左右の抵抗手段を有し、これら左右の抵抗手段は、互いに対して第１距離離間しているフット操作式コントローラ。
11. 請求項１０のフット操作式コントローラであって、
    長さを有すると共に、前記第１距離より短い最大幅を有する遠端部と、前記コントローラベースに回転可能に取付けられた近端部とを有するフットパッドとをさらに有し、前記フットパッドの前記遠端部は、前記フットペダルカバーの一部の上方に位置し、前記遠端部の前記最大幅は前記左右の抵抗手段間に配設されているフット操作式コントローラ。
12. 請求項１０のフット操作式コントローラであって、
    長さを有すると共に、近端部と、遠端部とを有するフットパッドをさらに有し、前記近端部は前記コントローラベースに回転可能に取付けられ、前記遠端部は前記フットペダルカバーの一部の上方に位置するとともに、前記左右抵抗手段間に配設され、これらの間で移動可能であるフット操作式コントローラ。
13. 請求項１１のフット操作式コントローラであって、前記左右抵抗手段間における前記フットパッドの実質的に側方の移動に対する抵抗は、前記フットパッドの左側または右側エッジが、それぞれ、前記左側または右側抵抗手段と接触するときの前記フットパッドの実質的に側方の移動に対する抵抗よりも小さいフット操作式コントローラ。
14. 請求項１０のフット操作式コントローラであって、前記左右抵抗手段は、バネ装填押しプレートを有するフット操作式コントローラ。
15. 請求項９のフット操作式コントローラであって、さらに、前記コントローラベースに回転可能に取付けられたヒールプレートを有するフット操作式コントローラ。
16. 作業者がフットペダルに力を付与して垂直距離に渡って移動させることで外科手術器械を制御することを可能にするフット操作式コントローラであって、前記垂直距離は、それらの各隣接セグメント間に過渡領域を備えた状態で少なくとも二つの分離セグメントに分割され、前記セグメントのそれぞれが、複数の器械制御設定の１つに対応し、そのセグメントの一部に渡って少なくとも１つのセグメントを介して前記フットペダルを移動させるために必要な力は、そのセグメントの次の部分に渡って増大するフット操作式コントローラ。
17. 作業者がフットペダルを移動させることによって外科手術器械を制御することを可能にするフット操作式コントローラであって、前記フットペダルは、該フットペダルに付与される力を変化させることによって一定距離移動可能で、前記距離は、それらの間に過渡領域を備える複数の分離セグメントに分割され、これら分離セグメントのそれぞれは複数の器械制御信号の１つに対応し、前記フットペダルを、前記分離セグメントのうちの少なくとも１つと同延の距離に渡って移動させるのに必要な力は、当該分離セグメントの一部分に渡って減少し、かつ、当該分離セグメントの別の部分に渡って増大するフット操作式コントローラ。
18. 請求項１７のフット操作式コントローラであって、前記力の減少は、前記フットペダルが前記少なくとも１つの分離セグメントに隣接する過渡領域にあるときに前記フットペダルに付与される力よりも少なくとも１５％小さいフット操作式コントローラ。
19. 請求項１７のフット操作式コントローラであって、前記力の減少は、前記フットペダルが前記少なくとも１つの分離セグメントに隣接する過渡領域にあるときに前記フットスイッチペダルに付与される力よりも少なくとも３０％小さいフット操作式コントローラ。
20. 請求項１７のフット操作式コントローラであって、前記フットペダルは、１つの分離セグメント内に位置し、該フットペダルに付与される力は、該フットペダルが前記分離セグメントに隣接する過渡領域に接近するときに増大するフット操作式コントローラ。
21. 請求項２０のフット操作式コントローラであって、前記分離セグメントはその内部に、前記フットペダルに付与される力が最小値である１つの位置を含み、そして、前記フットペダルが前記分離セグメントに隣接する過渡領域に位置するとき、前記フットペダルに付与される力は、前記最小値よりも１５％大きいフット操作式コントローラ。
22. 請求項２０のフット操作式コントローラであって、前記分離セグメントはその内部に、前記フットペダルに付与される力が最小値である１つの位置を含み、そして、前記フットペダルが前記分離セグメントに隣接する過渡領域に位置するとき、前記フットペダルに付与される力は、前記最小値よりも３０％大きいフット操作式コントローラ。
23. 請求項１７のフット操作式コントローラであって、さらに、前記フットペダルと機械通信するデテントアセンブリを有し、該デテントアセンブリは、前記フットペダルを分離セグメントと同延の距離に渡って移動させるために必要な力を変化させる手段を提供するフット操作式コントローラ。
24. 請求項２３のフット操作式コントローラであって、前記デテントアセンブリは、バネ装填カムとカムローラとを有するフット操作式コントローラ。
25. 請求項２３のフット操作式コントローラであって、さらに、前記デテントアセンブリを、前記フットペダルとの機械的通信状態から解除するべく作動可能なカム係合解除手段を有するフット操作式コントローラ。
26. 請求項１７のフット操作式コントローラであって、前記外科手術器械は眼科外科手術器械であるフット操作式コントローラ。
27. 作業者が外科手術器械を制御するための制御信号を発することを可能にするフット操作式コントローラであって、
    垂直方向と水平方向それぞれにおいて、それに対して付与される力を増減することによって垂直方向と水平方向との両方に移動可能なフットペダルと、
    前記フットペダルと作動可能に通信するとともに、前記フットペダルの前記垂直方向および水平方向における移動に応答して外科手術器械を制御するための制御信号を発生する制御信号発生器とを備えたフット操作式コントローラ。
28. 請求項２７のフット操作式コントローラであって、前記フットペダルは、水平方向において水平距離に渡って移動可能であり、前記水平距離の一部分は、水平方向に於ける最小で実質的に一定の力の付与によって、前記フットペダルが、その中で移動する中立領域であり、前記フットペダルの前記中立領域内での移動は前記制御信号を変化させないフット操作式コントローラ。
29. 請求項２８のフット操作式コントローラであって、前記中立領域は、前記フットペダルの前記中立領域から、該中立領域の外側に位置する前記水平距離の部分への水平移動に対する抵抗バリアによって境界づけられているフット操作式コントローラ。
30. 請求項２９のフット操作式コントローラであって、前記中立領域から該中立領域の外側に位置する前記水平距離の一部分への前記フットペダルの水平移動は、前記外科手術器械の機能を制御するように作動可能な制御信号を提供するフット操作式コントローラ。
31. 請求項２９のフット操作式コントローラであって、前記フットペダルを前記抵抗バリアを介して移動させるために必要な力は、前記最小で実質的に一定の力よりも少なくとも１５％大きいフット操作式コントローラ。
32. フット操作式コントローラであって、
    下面と、第１平面および左右側方を形成する上面とを備える床支持可能コントローラベースと、
    軸に固定されたフットペダルを備えるフットペダルアセンブリであって、前記軸は、前記コントローラベースの前記上面に回転可能に取付けられているフットペダルアセンブリと、
    前記コントローラベースに取付けられたデテントアセンブリであって、該デテントアセンブリは、前記軸の回転に応答するとともに、前記軸が回転によって所定の回転位置を横切ったときに、前記軸の回転に対する抵抗の知覚変化を与えるための手段を提供するデテントアセンブリとを備え、
    前記デテントアセンブリは、
    デテントベースと、
    前記軸に固定された近端部および該近端部に対向する遠端部を備えるデテントアームであって、前記軸の回転に応答して回転するデテントアームと、
    前記枢支デテントアームおよび前記ベースの間に配設されたバネと、
    前記ベースにスライド可能に取付けられるとともに、前記デテントアームと作動可能に係合して前記軸回転に対して可変抵抗を提供するカムキャリッジとを有するフット操作式コントローラ。
33. 請求項３２のフット操作式コントローラであって、前記デテントアセンブリは、さらに、前記デテントアームを前記カムキャリッジから可逆的に係合解除するべく作動可能なカムキャリッジ係合解除手段を有するフット操作式コントローラ。
34. フット操作式コントローラであって、
    下面と、第１平面および左右側方を形成する上面とを備える床支持可能コントローラベースと、
    軸に固定されたフットペダルを備えるフットペダルアセンブリであって、前記軸は前記コントローラベースの前記上面に回転可能に取付けられているフットペダルアセンブリと、
    前記コントローラベースに取付けられたデテントアセンブリであって、前記軸の回転に応答するとともに、前記軸が回転によって所定の回転位置を横切ったときに、前記軸の回転に対する抵抗の触覚変化を与えるための手段を提供するデテントアセンブリとを備え、
    前記デテントアセンブリは、
    デテントベースと、
    前記軸に固定された近端部および該近端部に対向する遠端部を備えるデテントアームであって、該デテントアームは、前記軸の回転に応答して回転するデテントアームと、
    前記枢支デテントアームおよび前記ベースの間に配設されたバネと、
    前記ベースにスライド可能に取付けられるとともに、前記デテントアームと作動可能に係合して前記軸回転に対して可変抵抗を提供するカムキャリッジと、
    前記軸と作動可能に通信する制御信号発生装置であって、前記制御信号は、それに関連する測定可能な可変特性を有し、該可変特性は、前記軸の回転に応答して変化する値を有し、前記制御信号の前記値は制御されるべき前記器械に伝えられる制御信号発生装置とを有するフット操作式コントローラ。
35. 請求項３４のフット操作式コントローラであって、前記制御信号発生装置はポテンショメータであるフット操作式コントローラ。
36. 請求項３４のフット操作式コントローラであって、前記制御信号発生装置は、光学式軸位置エンコーダであるフット操作式コントローラ。
37. 請求項３４のフット操作式コントローラであって、前記デテントアセンブリは、さらに、前記デテントアームを前記カムキャリッジから可逆的に係合解除するべく作動可能なカムキャリッジ係合解除手段を有するフット操作式コントローラ。
38. 作業者が器械を制御することを可能にするべく作動可能なフット操作式コントローラであって、
    下面と、第１平面および左右側方を形成する上面とを備える床支持可能コントローラベースと、
    前記ベースの前記上面に取付けられたフットペダルアセンブリとを備え、
    該フットペダルアセンブリは、
    前記ベースの前記上面に取付けられたフットペダルベースと、
    前記フットペダルベースに取付けられた制御信号発生装置と、
    前記制御信号発生装置と機械通信する左右の抵抗手段であって、中立領域を形成する距離だけ離間するとともに、作業者の足の側方の移動によって係合されるように構成され、前記中立領域は、前記作業者の足の移動を前記制御信号発生装置に伝えることなく、作業者の足の前記中立領域に渡る移動を許容し、前記制御信号発生装置は、前記作業者の足の移動が前記左側または右側の抵抗手段に係合したときに、前記作業者の足の前記フットペダルベースに対する移動に応答した大きさを有する測定可能制御信号を発生する左右の抵抗手段とを有するフット操作式コントローラ。
39. 請求項３８のフット操作式コントローラであって、前記フットペダルは、
    前記フットペダルベースにスライド可能に取付けられるとともに前記制御信号発生装置に接続されたフットペダルカバーをさらに有し、
    前記左右の抵抗手段は、前記フットペダルカバーの側方エッジに取付けられているフット操作式コントローラ。
40. 請求項３８のフット操作式コントローラであって、
    長さを有すると共に、前記中立領域よりも小さな最大幅を有する遠端部と、前記コントローラベースに回転可能に取付けられた近端部とを有するフットパッドをさらに備え、該フットパッドの前記遠端部は、前記フットペダルベースの一部の上方に位置し、前記遠端部の前記最大幅は前記左右の抵抗手段の間に配置されるフット操作式コントローラ。
41. 請求項３９のフット操作式コントローラであって、
    長さを有すると共に、近端部と、遠端部とを有するフットパッドをさらに備え、前記近端部は前記コントロールベースに回転可能に取り付けられ、前記遠端部は前記フットペダルカバーの一部の上にあり、かつ、前記左右の抵抗手段の間に配置され、その間で移動可能であるフット操作式コントローラ。
42. 請求項４０のフット操作式コントローラであって、前記フットパッドの前記左右抵抗手段間での実質的に側方の移動に対する抵抗は、前記フットパッドの左側または右側エッジがそれぞれ、前記左側または右側抵抗手段と接触するときの前記フットパッドの実質的に側方の移動に対する抵抗よりも小さいフット操作式コントローラ。
43. 請求項３９のフット操作式コントローラであって、前記左右の抵抗手段はバネ装填押しプレートを含むフット操作式コントローラ。
44. 請求項３８のフット操作式コントローラであって、前記左右の抵抗手段は、前記ベースの前記上面に回転可能に取付けられた近端部をさらに備えるフットパッドの遠端部に形成されたスロットの左右側方端部を含み、前記フットパッドは、前記スロットを通って延出する前記制御信号発生装置に機械通信するポストによって前記制御信号発生装置に機械的に接続され、前記フットパッドは、前記スロットの前記右側または左側側方端部が前記ポストに係合して、同じ方向における追加の側方移動を前記制御信号発生装置に伝達するまで前記ポストに係合することなく、該ポストの回りで自由に側方移動可能であるフット操作式コントローラ。
45. 作業者が機械を制御することを可能にするべく作動可能なフット操作式コントローラであって、
    下面と、第１平面および左右側方を形成する上面とを備える床支持可能コントローラベースと、
    前記ベースの前記上面に取付けられたフットペダルアセンブリとを備え、
    該フットペダルアセンブリは、
    前記ベースの前記上面に枢支されたフットペダルベースであって、この枢支は、前記フットペダルベースの前記ベースの前記上面に対する垂直移動を提供するフットペダルベースと、
    前記フットペダルベースに取付けられた制御信号発生装置と、
    前記制御信号発生装置と機械通信する左右の抵抗手段であって、中立領域を形成する距離だけ離間されるとともに、作業者の足の側方移動によって係合されるべく構成され、前記中立領域は、前記作業者の足の移動を前記制御信号発生装置に対して伝えることなく、作業者の足の前記中立領域に渡る移動を許容し、前記制御信号発生装置は、前記作業者の足の移動が前記左側または右側の抵抗手段に係合したときに、作業者の足の前記フットペダルベースに対する移動に応答する大きさを有する測定可能な制御信号を発生する左右の抵抗手段とを有するフット操作式コントローラ。
46. 請求項４５のフット操作式コントローラであって、前記フットペダルベースは、軸と機械通信し、前記軸は、前記コントローラベースの前記上面に回転可能に取付けられ、前記フットペダルアセンブリは、
    前記コントローラベースに取付けられたデテントアセンブリであって、前記軸の回転に応答するとともに、前記軸が回転して所定の回転位置を横切るときに、前記軸の回転に対する触感変化を与える手段を提供するデテントアセンブリをさらに備え、
    前記デテントアセンブリは、
    デテントベースと、
    前記軸に固定された近端部および前記近端部に対向する遠端部を有するデテントアームであって、前記軸の回転に応答して回転するデテントアームと、
    前記枢支デテントアームおよび前記ベースの間に配設されたバネと、
    前記ベースにスライド可能に取付けられるとともに前記デテントアームに作動可能に係合して前記軸回転に対する可変抵抗を与えるカムキャリッジと、
    前記軸と作動可能に通信して第２制御信号を発生する第２制御信号発生装置であって、前記第２制御信号は、それに関連する測定可能可変特性を有し、前記可変特性は、前記軸の回転に応答して変化する値を有し、前記第２制御信号の前記値は制御されるべき機械に伝達される第２制御信号発生装置とを有するフット操作式コントローラ。
47. 作業者が器械を制御することを可能にするべく作動可能なフット操作式コントローラであって、
    下面と、第１平面および左右側方を形成する上面とを備える床支持可能コントローラベースと、
    前記ベースの前記上面に取付けられたフットペダルアセンブリとを備え、
    該フットペダルアセンブリは、
    軸と機械通信するフットペダルベースであって、前記軸は、前記コントローラベースの前記上面に回転可能に取付けられており、前記軸の回転は、前記ベースの前記上面に対する前記フットペダルベースの垂直移動を提供するフットペダルベースと、
    前記フットペダルベースに取付けられた制御信号発生装置と、
    前記制御信号発生装置と機械通信する左右の抵抗手段であって、中立領域を形成する距離だけ離間されるとともに、作業者の足の側方移動によって係合されるべく構成され、前記中立領域は、前記作業者の足の移動を前記制御信号発生装置に対して伝えることなく、作業者の足の前記中立領域に渡る移動を許容し、前記制御信号発生装置は、前記作業者の足の移動が前記左側または右側の抵抗手段に係合したときに、作業者の足の前記フットペダルベースに対する移動に応答する大きさを有する測定可能な制御信号を発生する左右の抵抗手段と、
    前記コントローラベースに取付けられたデテントアセンブリであって、前記軸の回転に応答するとともに、前記軸が回転して所定の回転位置を横切るときに、前記軸の回転に対する触感変化を与える手段を提供するデテントアセンブリとを有するフット操作式コントローラ。
48. 請求項４７のフット操作式コントローラであって、前記デテントアセンブリは、
    デテントベースと、
    前記軸に固定された近端部および前記近端部に対向する遠端部を有するデテントアームであって、前記軸の回転に応答して回転するデテントアームと、
    前記枢支デテントアームおよび前記ベースの間に配設されたバネと、
    前記ベースにスライド可能に取付けられるとともに前記デテントアームに作動可能に係合して前記軸回転に対する可変抵抗を与えるカムキャリッジと、
    前記軸と作動可能に通信して第２制御信号を発生する第２制御信号発生装置であって、前記第２制御信号は、それに関連する測定可能可変特性を有し、前記可変特性は、前記軸の回転に応答して変化する値を有し、前記第２制御信号の前記値は制御されるべき機械に伝達される第２制御信号発生装置とを備えたフット操作式コントローラ。
49. フットペダルの作業者に、器械の単数または複数の機能を制御するべく前記フットペダルが下方に移動されたときに、前記器械の選択された機能が起動されつつあることを知らせるべく、触感フィードバックを提供する方法であって、
    フットペダルが選択された垂直距離に渡って踏み込まれたときに第１触感抵抗を提供するステップと、
    前記フットペダルが前記選択された垂直距離を越えて踏み込まれたときに、第２触感抵抗を提供するステップであって、前記第２触感抵抗は前記第１触感抵抗よりも小さいステップとを包含する方法。
50. 請求項４９の方法であって、前記第２触感抵抗は、第２の選択された垂直距離に対して提供され、前記方法は、前記フットペダルが前記第２選択垂直距離を超えてさらに踏み込まれたときに第３触感抵抗を提供するステップをさらに有し、前記第３触感抵抗は前記第２触感抵抗よりも大きい方法。
51. フットペダルの作業者に、器械を制御するべく前記フットペダルが垂直移動されたときに、前記器械の選択された機能が係合されつつあることを知らせるべく、触感フィードバックを提供する方法であって、
    前記フットペダルが第１垂直距離移動されたときに第１触感抵抗を提供するステップと、
    前記フットペダルが第２垂直距離移動されたときに第２触感抵抗を提供するステップであって、前記第２触感抵抗は前記第１触感抵抗よりも小さいステップと、
    前記フットペダルが第３垂直距離移動されたとき、第３触感抵抗を提供するステップであって、前記第３触感抵抗は前記第２触感抵抗よりも大きいステップとを包含する方法。
52. 請求項７のフット操作式コントローラであって、前記フットペダルアセンブリはコントローラベースに取付けられ、該コントローラは、前記コントローラベースに回転可能に取付けられたヒールプレートをさらに有し、該ヒールプレートは前記フットペダルアセンブリと協働して、前記フットペダルを移動させることなく、作業者の足を側方に移動させるフット操作式コントローラ。
53. 請求項２７のフット操作式コントローラであって、前記フットペダルは、コントローラベースに取付けられ、該コントローラは、前記コントローラベースに回転可能に取付けられたヒールプレートをさらに有し、該ヒールプレートは前記フットペダルアセンブリと協働して、前記フットペダルを移動させることなく、作業者の足を側方に移動させるフット操作式コントローラ。
54. 請求項３８のフット操作式コントローラであって、前記コントローラベースに回転可能に取付けられたヒールプレートをさらに有し、該ヒールプレートは前記フットペダルアセンブリと協働して、前記作業者の足の移動を前記制御信号発生装置に伝えることなく作業者の足の移動を提供するフット操作式コントローラ。

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