JP2015532159A - 外科用ハンドピースを制御するためのデバイス - Google Patents

外科用ハンドピースを制御するためのデバイス Download PDF

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Abstract

本発明は、外科用ハンドピースを制御するための制御デバイスであって、少なくとも1つの制御パラメーターに応じて外科用ハンドピースを制御することに適し、制御デバイス上に存在するローカル制御手段と、無線通信リンクによって遠隔操作手段と通信することに適した無線通信手段と、各制御パラメーターを調整するための前記ローカル制御手段又は無線通信手段を選択するためのセレクタ手段と、を具備する制御デバイスに関する。ローカル制御手段及び無線通信手段は、各制御パラメーターを調整するための指示を受信することに適する。本発明の第一の実施形態において、ローカル制御手段が着脱可能部を含み、制御デバイスが制御デバイス上の着脱可能部の存在を検知するための検出手段も具備し、検出手段が、着脱可能部の存在が検知された場合には各制御パラメーターを調整するためのローカル制御手段を自動的に選択するように設定される。【選択図】図2

Description

本発明は、歯科治療又は医療に使用される外科用ハンドピースの分野に関し、とりわけそのようなハンドピースを制御するための装置に関する。
本発明は、特に歯石除去器、小型モーターに関し、予防、診断、画像診断又は外科用装置に関する。
開業医によって使用される装置によって生じる歯科又は医療外科における混雑は、よく生じる問題である。この問題は、外科用ハンドピースに電気又は液体を届けるための供給コードを備える多数の有線リンクと、制御システムに結合された多重リンクとの双方に起因する。
これは、例えば、歯科医学における歯石を除去するための装置に当てはまる。図1に示されるように、歯石除去装置100は、典型的には、特に超音波を発生するために作動する制御デバイス110(すなわち中央装置)を具備し、制御デバイスはコード111によって外科用ハンドピース115に接続されている。ソノトロード、すなわち超音波インサート130は、ハンドピース115の頂部、すなわち末端に取り付けられている。周知の方法によって、ハンドピース115は、超音波を発生させるためのデバイスから到達する電力の関数である振幅で超音波振動を伝達するように、インサート130に機械的に連結された圧電変換器(示されていない)を有する。
制御デバイス110は、注水ポンプ(示されていない)により、コード111を経由してハンドピース115に注水液(灌水液)を供給することもできる。
この例の制御デバイス110の前面は、キー135とスクリーン138によって構成されるマン−マシンインターフェースを含む。このインターフェースによって、オペレーターが、ハンドピース115に供給される電力や、注水ポンプによって生成される注水速度といった制御設定を調整することが可能になる。
このシステムは、オペレーターが足によって制御パラメーターを調整することを可能にする有線制御ペダル140も備えていることがよくある。
このような歯石除去装置は、3種類の接続、すなわち、制御デバイス110に電力を供給するための第1の接続、ハンドピース115を制御デバイス110に接続するための第2の接続(すなわちコード111)、及び制御デバイス110をペダル140に接続するための第3の接続150、を有する。
歯科又は医療外科に存在する装置の数が増えると、それらが互いに接続される方法を合理化したり、それらが占める空間を減らすことが必要になる。
特に、遠隔制御で一方向性又は双方向性タイプの無線リンクによる通信が可能である制御デバイスを使用することによる様々な解決策が提供されている。このタイプの無線リンクは、例えば(IEEE規格802.15.1に従った)Bluetooth(登録商標)プロトコルといった種々の規格を適用して作動することができる。
ただし、以下のような別のプロトコルも使用可能である。規格IEEE 802.11、IEEE802.15.4、ISO/CEI1444にそれぞれ対応する、WiFi、ZigBee(登録商標)、NFC。
有利なことに、遠隔操作は、例えば制御ペダルを中央装置に連結する有線リンクのようなある種の有線リンクを除くことを可能にする。具体的な構成例は、例えば米国特許出願公開第2012/0064483A1号明細書に記載されている。
ただし、外科用ハンドピース用無線制御デバイスは、これらの装置の特定の用途における安全性に対して、ある種の危険を引き起こす。
制御デバイスが故障する、無線通信リンクが低下する、遮断される、あるいは遠隔操作で適切に設定され得ない、ことが起こり得る。このような支障は、ソフトウェアバグ、バッテリーの消耗、オペレーターの間違いといった種々の問題によって生じ得る。無線リンクが外部環境(例えば近くの無線デバイスからの妨害)によって混乱されることも起こり得る。
並列使用される二つの制御システム、すなわち有線システムと無線システムとの間で競合することも起こり得る。
遠隔制御がオペレーターの手の届く範囲に存在せず(あるいは遠隔制御が第三者によって誤って作動されて)、オペレーターがハンドピースの制御を迅速に回復させようとする場合にも、緊急事態は起こり得る。
このような外科用ハンドピースを使用して医療行為を実施することは通常困難であるから、オペレーターにとって、装置の制御設定を完全に制御することは極めて重要である。
それゆえ、公知のデバイスの欠点を軽減する制御デバイスの必要性、特にハンドピースのより安全な制御を提供すると共に制御設定を調整することを容易にする制御デバイスの必要性が存在する。
この目的のために、本発明は、外科用ハンドピースを制御するための制御デバイスであって、少なくとも1つの制御パラメーターに応じて外科用ハンドピースを制御することに適し、
制御デバイス上に存在するローカル制御手段(手元制御手段)と、
無線通信リンクによって遠隔操作手段と通信することに適した無線通信手段と、
ここで、ローカル制御手段及び無線通信手段は各制御パラメーターを調整するための指示を受けることに適し、
各制御パラメーターを調整するためにローカル制御手段又は無線通信手段を選択するためのセレクタ手段と、
を具備する制御デバイス、を提供する。
有利なことに、本発明によれば、外科用ハンドピースの制御パラメーター(又は制御設定)の調整を安全に行うことが可能となる。無線通信に支障が発生した場合、又はいかなる緊急事態の場合(上記で説明したように複数のタイプの緊急事態が起こり得る)においても、本発明によって、オペレーターがハンドピースの制御を迅速に回復させることが常に可能となる。
有利なことに、本発明の制御デバイスによれば、ローカル制御手段と遠隔制御手段との間の優先順位を明確にすることが可能となる。したがって、例えば遠隔制御手段から発された調整指示を受信又は処理することに失敗した場合に、オペレーターがハンドピースの制御を回復させることは依然として可能である。
セレクタ手段は、特にハンドピースの制御設定を調整する目的で、ローカル制御手段と無線通信手段のいずれの手段が本発明の制御デバイスによって考慮されるべきかを明確にする機能を有する。ローカル制御手段が選択されているときには、本発明の無線通信手段を経由して受信され得る指示は無視され、ハンドピースの誤った設定を避けることが可能になる。ハンドピースの制御は、このようにしてより安全に行われる。
第一の実施態様において、ローカル制御手段は着脱可能部を含み、制御デバイスは制御デバイス上の着脱可能部の存在を検知するための検出手段を具備し、セレクタ手段は着脱可能部の存在が検知された場合には、各制御パラメーターを調整するためにローカル制御手段を自動的に選択するように構成されている。
この第一の実施態様において、着脱可能部がその作動位置に存在すると、直ちにローカル制御手段は遠隔制御手段に対して優位になる。すなわちローカル制御手段がセレクタ手段によって選択される。その結果、端末によって発された指示は無視され、ローカル制御手段から届く指示のみがハンドピースの調整のために考慮される。
第二の実施態様において、セレクタ手段は、各制御パラメーターを調整するためにローカル制御手段又は無線通信手段のいずれかを選択するための手動で操作可能なスイッチを具備する。
この第二の実施態様において、オペレーターは、ローカル制御手段又は遠隔通信手段のいずれかを選択するためのスイッチを使用することが常に可能である。このようにして、無線通信リンクに支障(又はその他の緊急事態)がある場合には、オペレーターは、制御設定を調整するためにローカル制御手段を選択することによって、外科用ハンドピースの制御を迅速に回復させることが可能である。この場合、制御デバイスは、無線通信リンクを経由して遠隔制御手段から到達し得るすべての指示を無視することになる。
さらに、無線通信リンクは、Bluetooth(登録商標)タイプ、又は上記で言及したその他のプロトコル(WiFi、Zigbee(登録商標)、及びNFC)に適合するリンクであってもよい。
さらに、ローカル制御手段は、ホール効果磁性ボタンを具備していてもよい。
ある特定の実施形態においては、ハンドピースが圧電変換器を含み、上述の少なくとも1つのパラメーターは、ハンドピースに供給される電力のレベル、ハンドピースへの注水速度、及びハンドピースの起動又は停止、から選ばれる少なくとも1つを含む。
同様に、本発明は、外科用ハンドピースを制御するための装置も提供する。この装置は、上記で定義された制御デバイスと、
制御デバイスによって調整される制御パラメーターを有するハンドピースと、
無線リンクを経由して制御デバイスの無線通信手段と通信することに適した遠隔制御手段と、を具備する。
遠隔制御手段は、デジタルタブレットタイプ、携帯電話タイプ、又はその他の同等のデバイスである通信モジュールであってもよい。
本発明の別の特徴や有利な点は、非限定的な性質の実施形態を示す、添付の図面を参照した以下の記載から明らかになる。
上記のように、外科用ハンドピースを有する歯科医療装置の例の概略図である。 本発明の第一の実施形態における外科用ハンドピース用制御デバイスの概略図である。 本発明の第一の実施形態における外科用ハンドピース用制御デバイスの概略図である。 本発明の第一の実施形態における外科用ハンドピース用制御デバイスの概略図である。 図3及び4に示された第一の実施形態の別形態の概略図である。 本発明の第二の実施形態における外科用ハンドピースの制御デバイスの概略図である。 本発明の第二の実施形態における外科用ハンドピースの制御デバイスの概略図である。
上述のように、本発明は、歯科治療又は医療に使用される外科用ハンドピースの分野に関し、本発明は、特にそのようなハンドピース用制御デバイスに関する。
後述のとおり、記述する本発明の実施形態は、歯石を除去することに適している外科用ハンドピース用制御デバイスの特定の態様に関する。ただし、本発明がより一般的に外科用ハンドピース用のあらゆる制御デバイスに適用されることは理解されるべきである。
最初に、本発明の第一の実施形態を図2、図3及び図4に示されている制御デバイス200に関して記述する。
ここで述べる制御デバイス200は、例えば歯石除去である歯科治療のための外科用ハンドピース218を制御するように作動する。この外科用ハンドピース218は、超音波振動を発生しハンドピースの末端に取り付けられたインサート219に伝達することに適した、特に機械的に束縛された圧電変換器(示されていない)を具備する。
制御デバイス200は、この例においては処理装置(プロセッサ)とメモリーとを含むマザーカードに相当する制御カード202も具備する。このカードのハードウェアアーキテクチャは従来のものであり、したがってここではさらに記述しない。
マザーカード202は、制御デバイス200の操作全般を管理し、特に外科用ハンドピース218の制御パラメーター(又は制御設定値)の調整を担う制御モジュール214を含む。本実施形態において、マザーカード202によって制御される制御パラメーターは、ハンドピースに供給される電力、及びハンドピース218への注水速度から選ばれる少なくとも1つのパラメーターを具備していてもよい。適切な方法(迅速に連続してポンプを動かす)で注水速度を調整することにより、ハンドピースから排水することも可能である。
制御デバイス200は、マザーカード202に接続されたドータ制御カード212も備えている。このドータカード212は、無線通信インターフェース210と協働し、無線通信リンクが、インターフェース210と制御デバイス200の外部にある存在物(エンティティ)との間に形成されることを可能にする。この例においては、無線通信インターフェース210と遠隔端末208との間にBluetooth(登録商標)通信リンクが形成される状況を想定している。
ただし、本発明においてBluetooth(登録商標)以外の(上記で言及したWiFi、Zigbee(登録商標)、及びNFCプロトコルといった)無線通信プロトコルが想定され得ることは、理解されるべきである。通信リンク220は、好ましくは無線式であるが、赤外線式のようなその他の通信技術であってもよい。
ドータカード212は、ハンドピース218の各制御パラメーターを調整するための指示を受信し処理することに適し、これらの指示は、遠隔端末208から発されて無線通信リンク220を経由し、その後通信インターフェース210によってドータカード212に伝送される。この例においては、ドータカード212は、特に無線リンクを解読するように機能する。
この例における端末208は、本発明における遠隔制御手段を構成する。端末208は、例えば携帯電話又はデジタルタブレットタイプである通信モジュールであってもよい。電話によって実行されるソフトウェアアプリケーションは、オペレーターがハンドピース218の制御パラメーターを遠隔制御することを可能にする。
あるいは、遠隔制御手段208は、例えば無線通信リンクを経由して調整指示を出すことに適した従来の制御ペダルといった、その他の種類の無線制御手段であってもよい。
ドータカード212と通信インターフェース210とは、無線通信リンク220を経由して遠隔通信手段(すなわちこの例における端末208)と通信することに適した、本発明における無線通信手段213も構成する。
その後、ドータコード212は、必要に応じて必要な前処理を実行した後、受信した指示をマザーカード202に伝送する。
現在想定されている実施形態において、ドータカード212がマザーカード202と区別されていることは注意されるべきである。ただし、この構成は必須ではなく、単に本発明の1つの可能な実施形態を構成する。ドータカード212の機能は、マザーカード202それ自体によって実施され得る。
制御デバイス200は、制御デバイス200自体の上に存在するローカル制御手段204も含む。このようなローカル制御手段を使用することにより、開業医はハンドピース218の制御パラメーターの1つ又はそれ以上を調整することができる。
この第一の実施形態において、ローカル制御手段204は、ホール効果磁性ボタンの着脱可能部204Aと固定部204Bとを具備する。固定部204Bは、制御デバイス200に対して固定されていて、着脱可能部204Aが制御デバイス200上に取り付けられたときには、着脱可能部204Aと協働することが可能である。この例において、開業医は、着脱可能部204Aを手動で外すことができ、その後制御デバイス200のハウジング上でハンドピース218の制御パラメーターを直接調整することが望ましくなれば、着脱可能部204Aを固定部204B上に戻すことができる。
図4に示されるように、この例における固定部204Bは、着脱可能部204Aが制御デバイス200上の作動位置にある間に、着脱可能部204Aの裏面にある凹部に嵌め込まれるように構成されているスタッド226を備えている。その場合、オペレーターは、例えば着脱可能部204A上(あるいは固定部204B上)に配置されていてもよいビジュアルマーカーを参照して着脱可能部204Aを回転させることにより、1つ又はそれ以上の制御設定値を調整することができる。
固定部204Bは、着脱可能部204Aがそのストロークの終点に到達したときに(すなわちオペレーターが最大可能調整値又は最小可能調整値としたときに)、着脱可能部204Aが回転することを防止することを可能にするアバットメント228も備えている。
着脱可能部204Aを取り外すことにより、使用者は制御デバイス200の前面、特に固定部204Bを効率的に掃除することができ、したがって制御デバイス200の衛生を保つことができる。このことは医療分野において重要となることが多い。
ただし、ホール効果磁性ボタンがその他の種類のボタン又は着脱可能部204Aとその他の種類の固定部204Bとを有するローカル制御手段によって置換されている、第一の実施形態の変形例が実施可能であり得ることは理解されるべきである。一例として、ローカル制御手段204は、電気ボタン又は光学的手段により作動するボタンに相当してもよい。一例として、光学タイプのボタンは、発光ダイオード(LED)と、LEDの位置、すなわち固定部204Bに対向する着脱可能部204Aの位置を検知することが可能になるように、固定部上にLEDに対向して取り付けられた1つ又はそれ以上の光検出器とを具備していてもよい。
より一般には、制御デバイス200のローカル制御手段204は、ハンドピース218の制御パラメーターの1つ又はそれ以上を調整するための指示を受けることに適し、これらの指示は、ローカル制御手段204を起動する(例えばホール効果磁性ボタンを回転させる)オペレーターによって発される。
この例において、制御デバイス200は、オペレーターがハンドピース218をオン及びオフにすることを可能にする制御ペダルも備えている。
さらに、マザーカード202は、制御設定値を調整するために、ローカル制御手段204又は無線通信手段213を選択することに適したセレクタモジュール216を備えている。この例において、セレクタモジュール216は、本発明におけるセレクタ手段を備えている。
制御モジュール214は、セレクタモジュール216によってされた選択に応じて外科用ハンドピース218の制御パラメーターを調整するように構成されている。言い換えると、制御モジュール214は、セレクタモジュール216によって選択された手段、すなわち無線通信手段213又はローカル制御手段204から送られる設定の調整のみを考慮する。
いかなるときでも、無線通信手段213及びローカル制御手段204の1つのみがセレクタ手段216によって選択され得る(すなわち手段213及び204の両方が同時に選択されることはあり得ない)。
この第一の実施形態において、ローカル制御手段204は、制御デバイス200上の着脱可能部204Aの存在を検知するための検出手段206を具備する。言い換えると、検出手段206は、固定部204B上の着脱可能部204Aの存在(あるいはそれとは逆に不在であること)を検知することに適する。
一例として、検出手段206は、着脱可能部204Aがローカル制御手段204の固定部204B上の作動位置に据え付けられるとき、検出することを可能にする光学手段(例えば光電検出器)を具備していてもよい。
さらにこの第一の実施形態において、セレクタ手段216は、検出手段206が固定部204B上に着脱可能部204Aが存在することを検出したときに、制御設定の調整のために自動的にローカル制御手段204を選択するように構成されている。そのような状況では、制御モジュール214は、ハンドピース218の制御パラメーターを調整するために、ローカル制御手段204によって発された調整指示を考慮する。
検出手段206が、着脱可能部204Aが不在(例えば制御デバイスが掃除されている)であることを検知したときに、セレクタ手段は、ハンドピース218の制御パラメーターを調整するために自動的に無線通信手段213を選択する。そのような状況では、制御モジュール214は、遠隔端末208から無線通信リンク220を経由した無線通信手段213によって受信された調整指示のみを考慮する。
上述のように、ローカル制御手段204の着脱可能部204Aが制御デバイス200上に存在するときには、パラメーターの調整のためにボタン204から発される指示のみが考慮される。ローカル制御手段204がセレクタ手段216によって選択されるときに、無線通信リンク(この例におけるBluethooth(登録商標)タイプ)を遮断する必要がないことは注意されるべきである。
好ましい変形例において、無線通信リンク220は、着脱可能部204Aの存在が検出手段206によって検出されるときにも維持される。有利なことに、この変形例は、着脱可能部204Aがもはや制御デバイス200上に存在しないときに、通信リンク220を再設定するために要する時間に起因する望ましくない待ち時間をそれが長くても短くても避けることを可能にする。この好ましい変形例において、(着脱可能部204Aが制御デバイス200上に存在するために)ローカル制御手段が選択されたとき、無線通信手段213によって受信された指示は、マザーカード202(あるいはドータカード212)によって単に無視される。
図5に示される変形例において、遠隔端末208は、着脱可能部204Aに代わって設置され得るスタンド230上に置くことができる。
本発明の第二の実施態様における制御デバイス300を、図6及び図7を参照して以下に記述する。
この制御デバイス300は、その大部分について、制御デバイス200の要素と同じ要素を有する。したがって、制御デバイス200、300の両方に共通する要素には同じ参照符号を付し、再び記述しない。
制御デバイス300は、ローカル制御手段304が着脱可能部を有さない点において上述のデバイス200と異なる。この第二の実施形態において、ローカル制御手段は、ハンドピース218の1つ又はそれ以上の制御設定値を調整するために制御デバイスのハウジングに対して回転し得るボタン304の形態を有する。ただし、ローカル制御(手元制御)のための別の形態も予見できるであろう。
したがって、この第二の実施形態において、ローカル制御手段304は第一の実施形態について上述したいずれの検出手段206も有さない。
制御デバイス300は、この例においてはハウジング上に配置されたプッシュボタンの形態であるスイッチ215も有する(ただし、スイッチのその他の形状は当業者にとって予見可能である)。スイッチ215は、オペレーターによって手動で起動可能であり、起動されている状態で、各制御パラメーターの調整のために、ローカル制御手段又は無線通信手段213のいずれかを選択するように作動する。
有利なことに、本発明は、外科用ハンドピース218の制御設定値の調整を確実に行うことを可能にする。特に本発明により、無線通信220に支障が生じている場合又はあらゆる緊急事態(説明したように緊急事態は種々の原因により生じ得る)の場合にも依然として、オペレーターが迅速にハンドピース218の制御を回復させることが可能である。
有利なことに、本発明の制御デバイスは、ローカル制御手段204と遠隔制御手段208との間の優先順位を明確にすることを可能にし、例えば遠隔制御手段208によって出された調整指示の受信又は処理が失敗した場合にも依然として、オペレーターがハンドピース218の制御を回復させることが可能である。
第一の実施形態(制御デバイス200)において、着脱可能部204Aがその作動位置に配置されると直ちに、ローカル制御手段204は遠隔制御手段208に優先し、すなわちローカル制御手段はセレクタ手段216によって選択される。その結果、端末208によって出された指示は無視され、その後ボタン204からの指示のみがハンドピース218の調整のために考慮される。
第二の実施形態(制御デバイス300)において、オペレーターはいかなるときでもローカル制御手段304又は遠隔通信手段213のいずれかを選択するためのスイッチ215を使用することができる。したがって、無線通信リンクが故障した場合又は他の緊急事態の場合には、オペレーターは、制御設定を調整するためのボタン304を選択することによって外科用ハンドピース218を迅速に制御することができる。このようにして、制御デバイス200は、遠隔制御手段から送られるかもしれない無線通信リンク220を経由したすべての指示を無視することになる。

Claims (8)

  1. 外科用ハンドピース(200;300)を制御するための制御デバイスであって、少なくとも1つの制御パラメーターに応じて前記外科用ハンドピース(218)を制御することに適し、
    前記制御デバイス上に存在するローカル制御手段(204;304)と、
    無線通信リンク(220)によって遠隔操作手段と通信することに適した無線通信手段(213)と、
    ここで、前記ローカル制御手段及び前記無線通信手段は各制御パラメーターを調整するための指示を受信することに適し、
    各制御パラメーターを調整するために前記ローカル制御手段(204;304)又は前記無線通信手段(213)を選択するためのセレクタ手段(216)と、
    を具備する制御デバイス。
  2. 前記ローカル制御手段(204)が着脱可能部(204A)を含み、
    前記制御デバイスが前記制御デバイス上の前記着脱可能部(204A)の存在を検知するための検出手段(206)を具備し、
    前記セレクタ手段(216)が、前記着脱可能部(204A)の存在が検知された場合には、各制御パラメーターを調整するために前記ローカル制御手段(204)を自動的に選択するように構成されている、請求項1に記載の制御デバイス。
  3. 前記セレクタ手段(216)が、各制御パラメーターを調整するために前記ローカル制御手段(304)又は前記無線通信手段(213)のいずれかを選択するための手動で操作可能なスイッチ(215)を具備する、請求項1に記載の制御デバイス。
  4. 前記無線通信リンク(220)が、Bluetooth(登録商標)タイプである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の制御デバイス。
  5. 前記ローカル制御手段が、ホール効果磁性ボタンを具備する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の制御デバイス。
  6. 前記ハンドピースが圧電変換器を含み、
    前記少なくとも1つのパラメーターが、前記ハンドピースに供給される電力のレベル、前記ハンドピースへの注水速度、及び前記ハンドピースの起動又は停止、から選ばれる少なくとも1つを含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の制御デバイス。
  7. 外科用ハンドピースを制御するための装置であって、
    請求項1〜6のいずれか1項に記載の制御デバイス(200;300)と、
    前記制御デバイスによって調整される制御パラメーターを有するハンドピース(218)と、
    無線リンク(220)を経由して前記制御デバイスの無線通信手段(213)と通信することに適した遠隔操作手段(208)と、
    を具備する装置。
  8. 前記遠隔操作手段(208)が、携帯電話又はデジタルタブレットタイプの通信モジュールである、請求項7に記載の制御装置。
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