(57)【要約】  歯科または医療用治療装置を作動させるための配線および無線システムが提供される。このシステムは、それぞれが信号を送受信するための通信要素を有する足踏みスイッチ・デバイスおよび歯科／医療用ベース・ユニットを含む。足踏みスイッチおよびベース・ユニットは、初期識別アドレスを有するようにそれぞれプログラムされる。次に足踏みスイッチおよびベース・ユニットは、互いに識別アドレスを知るように再プログラムされる。足踏みスイッチおよびベース・ユニットは、エンド・ユーザによって現場で再プログラムすることができる。その後生じる足踏みスイッチとベース・ユニットの間の通信は、双方の識別アドレスを含む。足踏みスイッチは、第１の位置および第２の位置にそれぞれ足踏みスイッチの上部カバーを押し下げることによって作動する２つのスイッチを含む。足踏みスイッチは、超音波歯科用歯石除去器を作動するのに特に好適である。
2009523555.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯科または医療用治療装置を制御するためのシステムであって、
第１スイッチおよび第２スイッチを含み、足による押し下げ可能な部材を有する足踏みスイッチ・デバイスであって、前記第１スイッチを作動させるために前記部材が第１位置まで押し下げられ、前記第２スイッチを作動させるために前記部材が第２位置まで押し下げられ、前記デバイスが、前記第１位置まで押し下げられた前記部材に応答して無線方式で第１作動信号を伝送し、前記第２位置まで押し下げられた前記部材に応答して無線方式で第２作動信号を伝送するための通信要素をさらに含む足踏みスイッチ・デバイスと、
前記足踏みスイッチから前記第１作動信号および第２作動信号を受信するための通信要素を含む歯科または医療用治療装置であって、前記第１信号により前記装置が第１モードで作動し、前記第２信号により前記装置が第２モードで作動する歯科または医療用治療装置とを備え、
前記装置が、初めにプログラムされた「Ａ」識別アドレスを有し、前記足踏みスイッチが、初めにプログラムされた「Ｂ」識別アドレスを有し、前記装置と足踏みスイッチ間の同期通信によって、前記装置が前記「Ａ」および「Ｂ」識別アドレスを含むように再プログラムされ、前記足踏みスイッチが前記「Ａ」および「Ｂ」識別アドレスを含むように再プログラムされるシステム。
【請求項２】
前記システムが歯科用治療装置の作動を制御するのに使用される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記歯科用治療装置が超音波歯科用歯石除去器である、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１スイッチを作動させることにより、前記歯科用歯石除去器が、通常の超音波歯石除去パワーで作動する、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記第２スイッチを作動させることにより、前記歯科用歯石除去器が、ブーストされた超音波歯石除去パワーで作動する、請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記システムが、医療用治療装置の作動を制御するのに使用される、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記足踏みスイッチ内の前記第１スイッチが作動すると、前記足踏みスイッチが、「ＡＷＡＫＥ」信号および「ＳＷＩＴＣＨ  ＰＯＳＩＴＩＯＮ  ＳＴＡＴＵＳ」信号を前記装置に伝送し、前記装置が、第１モードで作動することによって前記信号に応答する、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記足踏みスイッチ内の前記第２スイッチが作動すると、前記足踏みスイッチが、「ＡＷＡＫＥ」信号および「ＳＷＩＴＣＨ  ＰＯＳＩＴＩＯＮ  ＳＴＡＴＵＳ」信号を前記装置に伝送し、前記装置が第２モードで作動することによって前記信号に応答する、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記装置が周期的に「ＲＥＱＵＥＳＴ  ＦＯＲ  ＳＷＩＴＣＨ  ＰＯＳＩＴＩＯＮ  ＳＴＡＴＵＳ」信号を前記足踏みスイッチに伝送し、前記足踏みスイッチが「ＳＷＩＴＣＨ  ＰＯＳＩＴＩＯＮ  ＳＴＡＴＵＳ」信号を前記装置に伝送することによって応答する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記装置が、２５０ミリ秒の時間間隔で「ＲＥＱＵＥＳＴ  ＦＯＲ  ＳＷＩＴＣＨ  ＰＯＳＩＴＩＯＮ  ＳＴＡＴＵＳ」信号を前記足踏みスイッチに伝送する、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記足踏みスイッチが、電池によって電力を供給される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記足踏みスイッチが「ＡＷＡＫＥ」信号を伝送し、ベース・ユニットが「ＡＫＮＯＷＬＥＤＧＥＭＥＮＴ」信号および「ＲＥＱＵＥＳＴ  ＦＯＲ  ＢＡＴＴＥＲＹ  ＳＴＡＴＵＳ」信号を前記足踏みスイッチに伝送することによって応答する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記足踏みスイッチが、「ＡＣＫＮＯＷＬＥＤＧＥＭＥＮＴ」信号および電池電圧データを前記装置に伝送することによって、「ＲＥＱＵＥＳＴ  ＦＯＲ  ＢＡＴＴＥＲＹ  ＳＴＡＴＵＳ」信号に応答する、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
歯科または医療用治療装置を制御するためのシステムであって、
第１スイッチおよび第２スイッチを含み、足による押し下げ可能な部材を有する足踏みスイッチ・デバイスであって、前記第１スイッチを作動させるために前記部材が第１位置まで押し下げられ、前記第２スイッチを作動させるために前記部材が第２位置まで押し下げられ、前記デバイスが、前記第１位置まで押し下げられた前記部材に応答して配線方式で第１作動信号を伝送し、前記第２位置まで押し下げられた前記部材に応答して配線方式で第２作動信号を伝送する通信要素をさらに含む足踏みスイッチ・デバイスと、
前記足踏みスイッチから前記第１作動信号および第２作動信号を受信するための通信要素を含む歯科または医療用治療装置であって、前記第１信号により前記装置が第１モードで作動し、前記第２信号により前記装置が第２モードで作動する歯科または医療用治療装置とを備え、
前記装置が前記足踏みスイッチにＲＥＱＵＥＳＴ  ＳＬＥＥＰ信号を伝送し、前記足踏みスイッチがスリープ・モードに入ることによって応答するまで、前記足踏みスイッチが、前記歯科または医療用治療装置に無線方式で作動信号を伝送し、前記無線作動信号が前記装置に無視されるシステム。
【請求項１５】
前記システムが歯科用治療装置の作動を制御するのに使用される、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記歯科用治療装置が超音波歯科用歯石除去器である、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記第１スイッチを作動させることにより、前記歯科用歯石除去器が、通常の超音波パワーで作動する、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記第２スイッチを作動させることにより、前記歯科用歯石除去器が、ブーストされた超音波パワーで作動する、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１９】
前記システムが、医療用治療装置の作動を制御するのに使用される、請求項１４に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、歯科または医療用の治療装置を作動させるための足踏みスイッチに関する。このシステムは、信号を送受信するための通信要素をそれぞれ有する足踏みスイッチ・デバイスと、歯科／医療ベース・ユニットとを含む。足踏みスイッチは、配線システムではコネクタ・ケーブルによってベース・ユニットにつなぐことができる。あるいは足踏みスイッチは、無線システムではベース・ユニットを遠隔式に制御するのに使用することができる。足踏みスイッチ・デバイスは、超音波の歯科用歯石除去ユニットを作動させるのに特に好適である。
【背景技術】
【０００２】
今日、歯科および医療の専門家は、足踏み制御システムによって制御される器具を日常的に使用する。例えば、手術用切断器具、内視鏡器具、洗浄および吸引器具、歯科用ドリルおよびその他のハンドピース、超音波歯科用歯石除去器および歯科予防用ユニットを、足踏み制御システムによって作動することができる。足踏み制御システムは、医師が容易に届く範囲内の床の上に配置される足踏みスイッチ・デバイスを含む。足踏みスイッチは、ベース作動ユニットを含む歯科／医療用装置を作動するのに使用される。「配線」または「コード付きの」システムにおいて、足踏みスイッチをベース・ユニットに固定するのにコネクタ・ケーブルが使用される。あるいは、時にはコネクタ・ケーブルを使用しない遠隔式の「無線」足踏み制御システムを使用してベース・ユニットを作動することができる。可撓性の器具ケーブルが、例えば歯科ハンドピースなどの歯科／医療器具をベース・ユニットに接続する。歯科医または医師は、自分の足で足踏みスイッチを押し下げるだけで、ベース・ユニットおよび結合された歯科／医療器具を作動する。このようなシステムを使用することによって、医師が「両手を自由に使える状態（ｈａｎｄｓ−ｆｒｅｅ）」になることができる。医師は、その作動モードを制御するために、ベース・ユニット上のノブ、ダイアルなどを手動で調節する必要がない。代わりに医師は、足踏みスイッチを使用することによって、ベース・ユニットの作動を制御することができる。
【０００３】
いくつかの従来の足踏みスイッチは、多位置のまたは多段式スイッチと称される。操作者は、足踏みスイッチのペダルをある位置まで押し下げ、この動作により、歯科／医療用装置が特定のモードで作動する。選択された作動モードは、足踏みスイッチのペダルの位置を基準とする。例えば２位置式足踏みスイッチの場合、歯科医はペダルを第１の位置に押し下げ、その結果、患者の歯をすすぐためにハンドピース内を水が流れる。次に足踏みスイッチのペダルを第２の位置まで押し下げることができ、その結果、歯を清浄するためにハンドピース内を抗菌性の薬剤を含む清浄噴霧液が流れる。
【０００４】
この業界においては、歯科／医療ユニットを制御するための足踏みスイッチ・デバイスを含めた種々の配線および無線のシステムが知られている。例えば、Ｗａｒｒｉｎ等の米国特許第５，１２５，８３７号および５，４１９，７０３号は、歯の歯石除去、および口の中の歯周ポケットに治療用の洗浄溶液を供給するのに使用することができる、ハンドピースおよび歯石除去インサートを有する超音波歯科用歯石除去ユニットを開示する。歯科用歯石除去ユニットは、電気ケーブルによってベース・ユニットに接続される足踏みスイッチ・デバイスを含む。歯石除去ユニットはさらに、電気ワイヤおよび冷却水用の管を含む導管によってベース・ユニットに接続される歯科用ハンドピースを含む。ベース・ユニットは、第１または第２の位置に設定することができるスイッチを含む。また足踏みスイッチは、第１または第２の位置に押し下げることができる。ベース・ユニット・スイッチおよび足踏みスイッチの位置により、医師がこの装置を使用して、歯石除去のみ、洗浄のみ、または洗浄と歯石除去を同時に行うことが可能になる。
【０００５】
Ｊｏｖａｎｏｖｉｃ等の米国特許第５，７５４，０１６号は、超音波歯科用歯石除去ユニットを制御するために足踏みスイッチを使用する配線システムを記載する。このシステムでは、ケーブルが歯石除去ベース・ユニットを足踏みスイッチに接続する。ベース・ユニットに搭載される歯石除去ハンドピースは、ハンドピース内に配置される歯石除去インサートの振幅および振動を調整するためのフィードバック・コイルを含む。歯石除去インサートの振幅および振動の周波数は、一定の歯石除去力を維持するように連続式に調節することができる。足踏みスイッチ・デバイスは、コネクタ・ケーブルによってベース・ユニット内のブースト・イネーブラに接続される。足踏みスイッチは、第１および第２の電気スイッチ接触位置を含み、それによって第１スイッチ位置は、ハンドピースに通常の超音波パワーを与え、第２スイッチ位置は、超音波パワーに一時的なブーストを与えることができる。
【０００６】
Ｗａｒｎｅｒの米国特許出願公開第２００４／０１１５５９１号において、複数の医療および歯科デバイスを遠隔制御するためのシステムが開示される。このシステムは、無線ハンドピース・ユニットおよび足踏みペダル制御ユニットを含む。医師は、最初に「デバイス選択メッセージ」を含む無線ＲＦ信号を伝送するために、手持ちのユニット上のボタンを押す。この信号は、足踏みペダルの動きによって制御される複数のデバイスから特定のデバイスを選択する。例えば使用者は、いくかの異なる歯科用治療デバイスから歯科ドリルを選択することができる。使用者は足踏みペダルを押し、「デバイス作動メッセージ」を含むＲＦ信号が歯科ドリルに伝送され、したがってドリルが作動される。
【０００７】
Ｔａｋａｈａｓｈｉの米国特許出願公開第２００５／００８０４０３号は、遠隔制御足踏みスイッチによって医療デバイスを制御するためのシステムを開示する。足踏みスイッチは、医療デバイスのスイッチを入れるために押下されるペダルを含む。ペダルを押すことによって、ＩＤコードと共にＲＦ信号が医療デバイスに伝送される。医療デバイスは、制御ターゲットとして伝送された信号を受信し、足踏みスイッチを識別するためにＩＤコードを記憶する。さらに医療デバイスは、ＩＤコードを送り返し、足踏みスイッチは、制御ターゲットとして特定の医療デバイスを識別するためにこのＩＤコードを記憶する。’４０３出願に記載されるシステムは特に、単一の足踏みスイッチによって治療室内の複数の医療デバイスを制御するために設計される。例えば足踏みスイッチは、超音波作動装置および電気ナイフを制御するのに使用することができる。
【０００８】
Ｍａｃｅの米国特許出願公開第２００５／０１４７９４０号は、歯科用器具に対する足踏み制御システムを開示する。このシステムは、足の動きによって作動するように反応する足踏み制御装置を含む。足踏み制御装置は電磁制御信号を生成し、この信号は、歯科用器具に接続される受信器に送られる。制御信号は、制御情報を歯科用器具に必要とされる形態に変換する受信器回路によって受信される。受信器は別個のユニットとして示され、歯科治療を妨げない位置に配置されるように記載される。
【０００９】
【特許文献１】米国特許第５，１２５，８３７号
【特許文献２】米国特許第５，４１９，７０３号
【特許文献３】米国特許第５，７５４，０１６号
【特許文献４】米国特許出願公開第２００４／０１１５５９１号
【特許文献５】米国特許出願公開第２００５／００８０４０３号
【特許文献６】米国特許出願公開第２００５／０１４７９４０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
いくつかの従来技術の足踏みスイッチ・システムは一般に、歯科および医療ユニットを制御するのに有効であるが、改良されたシステムに対する要望がある。詳細には、配線または無線システムのいずれかで、歯科／医療ユニットを効率良く作動するのに使用することができる足踏みスイッチを有することが望ましい。また、歯科／医療ユニットが、足踏みスイッチにより伝送された信号に迅速に応答することができるシステムを有することが有利である。また、それぞれが独自の識別コードまたはアドレスを有する足踏みスイッチおよび歯科／医療ユニットを含むシステムが、望ましい。このようなシステムを用いて、足踏みスイッチを、割り当てられた特定の歯科／医療ユニットの識別アドレスを知るように再プログラムすることができる。逆に歯科／医療ユニットを、そこに割り当てられた特定の足踏みスイッチの識別アドレスを知るように再プログラムすることができる。通信信号を送る際、送信要素（足踏みスイッチまたは歯科／医療ユニット）が両方の識別アドレスを含まない場合、送信要素は、それぞれの受信要素（足踏みスイッチまたは歯科／医療ユニット）と通信することができない。これは、足踏みスイッチが誤った歯科／医療ユニットと通信するのを回避する。本発明は、これらの目的、機能および利点ならびにその他を有する足踏みスイッチ・システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、歯科または医療用治療装置を制御するための配線および無線システムに関する。このシステムは、それぞれが、信号を送受信するための通信要素を有する足踏みスイッチ・デバイスおよび歯科／医療ベース・ユニットを含む。足踏みスイッチ・デバイスは、第１および第２スイッチを含み、足による押し下げ可能な部材、詳細には上部可動カバーを含む。この部材を第１位置まで押し下げ第１スイッチを作動させ、部材を第２位置まで押し下げ第２スイッチを作動させる。足踏みスイッチ・デバイスはさらに、第１位置まで押し下げられた部材に応答して第１作動信号を伝送し、第２位置まで押し下げられた部材に応答して第２作動信号を伝送する通信要素を含む。
【００１２】
歯科または医療用治療装置は、足踏みスイッチから第１および第２作動信号を受信するための通信要素を含む。第１信号により該装置は第１モードで作動し、第２信号により該装置は第２モードで作動する。このようにして、例えば通常のパワーおよびブーストされた超音波パワーなど、切替信号によって異なる作動モードを作動することができる。
【００１３】
本発明のシステムは、従来の足踏み制御システムに対するいくつかの改良を含む。例えば、本発明のシステムは識別同期化機構を含み、装置は、初めにプログラムされた「Ａ」識別アドレスを有し、足踏みスイッチは、初めにプログラムされた「Ｂ」識別アドレスを有する。装置は次に、「Ａ」および「Ｂ」識別アドレスを含むように再プログラムされ、足踏みスイッチは、「Ａ」および「Ｂ」識別アドレスを含むように再プログラムされる。この再プログラムは、装置と足踏みスイッチの間の同期通信によって行われる。「Ａ」および「Ｂ」識別アドレスは、いずれのコード、マーク、文字、数字、または他の任意の記号、ならびにそれらのシーケンスおよび組合せであってよい。
【００１４】
システムが無線モードで作動する際、足踏みスイッチからの作動信号は、例えば無線周波数（ＲＦ）信号などの無線方式で伝送される。システムが配線モードで作動する際、足踏みスイッチからの作動信号は、例えばコネクタ・ケーブルなどの配線方式で伝送される。配線モードにおいて、無線通信信号は、やはり足踏みスイッチから装置に伝送されるが、装置はこれらの信号には作用しない。足踏みスイッチは、装置が足踏みスイッチにＲＥＱＵＥＳＴ  ＳＬＥＥＰ信号を伝送し、足踏みスイッチがスリープ・モードに入ることによって応答するまで、無線信号を送り続ける。本発明の無線および配線システムは、超音波歯科用歯石除去器の作動を制御するのに特に好ましい。
【００１５】
本発明の特徴である新規の機能は、添付の特許請求の範囲に記載される。しかしながら、本発明の好ましい実施形態は、さらなる目的および付随する利点と共に、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を参照することによって、最も良く理解される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図面を参照すると、図１は、足踏みスイッチ・デバイス（１０）を含む本発明のシステムの一実施形態を示す。図１に示される足踏みスイッチ・デバイス（１０）は、その開示が参照による本明細書に組み込まれる、「Ｆｏｏｔｓｗｉｔｃｈ  ｆｏｒ  Ａｃｔｉｖａｔｉｎｇ  ａ  Ｄｅｎｔａｌ  ｏｒ  Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ」というタイトルの同時継続であり同時に譲渡された特許出願にさらに記載される。図１に示される足踏みスイッチ・デバイス（１０）は、例示の目的のみを意図され、限定するものではない。本発明のシステムによって、歯科／医療用治療装置の作動を制御するのに、他の好適な足踏みスイッチ・デバイス（１０）を使用することができることを理解されたい。
【００１７】
図１において、歯科用椅子（１５）に装着されたトレイ（１４）の上に設置される歯科用治療装置、詳細には超音波歯科装置（１２）を作動するために、足踏みスイッチ・デバイス（１０）を押下する歯科医が示される。歯科医は、彼らの患者に治療および予防手当てを施すために超音波歯科用歯石除去器（１２）を使用する。超音波歯石除去器（１２）は、主として、歯の表面から歯石堆積物および多量のプラークを除去するのに使用される。超音波歯科用歯石除去器（１２）は、電力ベースまたは駆動ユニット（１６）を含む。可撓性で軽量のハンドピース・ケーブル（１８）がベース・ユニット（１６）とハンドピース（２０）を接続する。超音波歯石除去インサート（２２）が、ハンドピース（２０）内に挿入される。患者の健康、治療する歯、および除去される歯石／プラーク堆積物のタイプによって、異なる歯石除去インサート（２２）が使用される。磁歪または圧電技術による歯石除去インサート（２２）は、歯の表面から堆積物を除去するのに超音波周波数で振動する。本質的に磁歪または圧電システムは共に、電気信号を歯石除去インサート（２２）の機械的動作に変換するが、それらは、これを行うのに異なる機構を使用する。
【００１８】
圧電システムにおいて、歯石除去インサート（２２）の先端（２３）が線形ストローク・パターンで動くように、ハンドピース（２０）内に固定されたセラミック結晶が振動する。磁歪システムにおいて、ハンドピース（２０）は、歯石除去インサート（２２）を囲む励磁コイルを含む。歯石除去インサート（２２）は、磁歪物質で作成された薄片状の板のスタックから形成される変換器を備える。励磁コイルは、磁場を介して磁歪物質の板を励磁し、その結果、板は長手方向に拡大し超音波周波数で収縮する。これにより、歯石除去インサート（２２）の先端（２３）は、楕円形のストローク・パターンで振動する。歯石除去インサート（２２）の先端（２３）は、一般に１８から５０ＫＨｚ（毎秒１８，０００から５０，０００サイクル）の範囲内に規定される超音波周波数で振動する。歯石除去インサート（２２）が、２５ＫＨｚまたは３０ＫＨｚのいずれかの作動周波数を有することは、一般的である。さらに、超音波歯石除去インサート（２２）は典型的には、水または他の流体を、インサート（２２）の先端（２３）に送達するための手段を含む。流体は、先端（２３）を冷却し、以下にさらに考察されるその他の利点を提供する。
【００１９】
足踏みスイッチ・デバイス（１０）は、主として超音波歯科用歯石除去器（１２）の作動を制御するものとして本明細書に記載されるが、足踏みスイッチ（１０）は、本発明によるいずれの医療または歯科用治療装置の作動を制御するのにも使用することができることを理解されたい。例えば、足踏みスイッチ・デバイス（１０）は、心電図、Ｘ線装置、手術用切断器具、内視鏡および腹腔鏡器具、血液分析器、診断器具、歯科用椅子、歯科用洗浄器、歯科用空気研磨器、および予防用システム、歯科ドリル、歯内療法および歯周病用ハンドピース、およびその他の歯科用装置の作動を制御するのに使用することができる。足踏みスイッチ・デバイス（１０）は、例示の目的のみで超音波歯科用歯石除去器（１２）の作動を制御するように図１に示され、図１は、本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【００２０】
図１に示されるように、足踏みスイッチ・デバイス（１０）は、好ましくは、無線の遠隔制御システムで歯科／医療用治療装置（１２）を作動するのに使用される。足踏みスイッチ・デバイス（１０）は、信号を受信する、歯科／医療用装置（１２）のベース・ユニット（１６）内の通信要素に無線周波数（ＲＦ）信号を伝送する通信要素を含む。ベース・ユニット（１６）内の通信要素がＲＦ信号を受信すると、これが、ベース・ユニット（１６）、およびユニット（１６）に結合されたハンドピース（２０）（または他の器具）を作動させる。例えばスイッチ状態、アドレス、作動周波数、電池状態、同期モード、識別コード、装置状態、警告メッセージなどを含む情報の無線パケットを、本発明のこの実施形態による足踏みスイッチ（１０）およびベース・ユニット（１６）の通信要素を使用して、足踏みスイッチ・デバイス（１０）と歯科／医療用装置（１２）の間で相互に送ることができる。本発明の無線システムでＲＦ通信信号を使用することが好ましいが、システムは、他の通信信号を使用するように構成することができることを認識されたい。例えば、赤外線または超音波無線信号が、足踏みスイッチ（１０）およびベース・ユニット（１６）の通信要素によって送受信され得ることが企図される。
【００２１】
あるいは、足踏みスイッチ・デバイス（１０）は、図２に示す配線システムにおいて、歯科／医療用装置（１２）を作動させるのに使用することができる。このようなシステムにおいて、足踏みスイッチ・デバイス（１０）は、コネクタ・ケーブル（３０）によってベース・ユニット（１６）に接続される。足踏みスイッチ・デバイス（１０）は、このようにしてベース・ユニット（１６）につながれる。切替信号は、コネクタ・ケーブル（３０）の電気接触子を介して、足踏みスイッチ・デバイス（１０）とベース・ユニット（１６）の間で相互に送られる。配線モードにおいて、足踏みスイッチ（１０）はさらに、ベース・ユニット（１６）に無線ＲＦ通信信号を伝送するが、ＲＦ信号は、ベース・ユニット（１６）に無視されるということが指摘されるべきである。換言すると、ベース・ユニット（１６）は、ＲＦ信号に反応または作用しない。足踏みスイッチ（１０）は、ベース・ユニット（１６）が「ＲＥＱＵＥＳＴ  ＳＬＥＥＰ」信号を足踏みスイッチ（１０）に伝送するまで、ＲＦ信号を伝送し続ける。「ＲＥＱＵＥＳＴ  ＳＬＥＥＰ」信号に応答して、足踏みスイッチ（１０）はスリープ・モードに入り、ベース・ユニット（１６）にＲＦ信号を伝送するのを止める。
【００２２】
足踏みスイッチ・デバイス（１０）の有利な機能の１つは、無線または配線システムのいずれかで使用することができる点である。補助コネクタ・ケーブル（３０）をキットまたはパッケージ内で足踏みスイッチ（１０）と共に含むことができ、図２に示されるように、ベース・ユニット（１６）に足踏みスイッチ（１０）をつなげるためにケーブル（３０）を設置することができる。この機能は、足踏みスイッチ（１０）が無線信号を介してベース・ユニット（１６）と通信することができない場合に特に重要である。例えば、足踏みスイッチ（１０）内の電池残量が低すぎる場合、足踏みスイッチ（１０）は、ＲＦ信号を介してベース・ユニット（１６）と有効に通信することができない。あるいは、足踏みスイッチ（１０）に十分な電池残量がある場合でも、医師が、電池寿命を維持するために補助コネクタ・ケーブル（３０）を使用することを望む場合がある。その他の場合において、ベース・ユニット（１６）に無線信号を伝送するのを阻む、足踏みスイッチ（１０）の通信要素または電子機器に関する問題がある場合がある。上記の事象の１つを鑑みて、補助コネクタ・ケーブル（３０）を使用して、ベース・ユニット（１６）に足踏みスイッチ（１０）を接続することができる。そうすれば足踏みスイッチ（１０）は、コネクタ・ケーブル（３０）の電気接触子によって伝送された切替信号を介して、ベース・ユニット（１６）と通信することができる。足踏みスイッチ（１０）をベース・ユニット（１６）につなぐのに補助コネクタ・ケーブル（３０）を使用することによって、ベース・ユニット（１６）が無線切替信号を送受信することができないような状況において、足踏みスイッチ（１０）から切替信号を受信し続けることが可能になる。
【００２３】
図３を参照すると、本発明の無線または配線システムで使用することができる足踏みスイッチ・デバイス（１０）の側部斜視図が示されている。足踏みスイッチ（１０）は一般に、ベース・プレート（２４）と、中央本体または筐体（２６）と、上部可動カバー（２８）とを含む。操作者が配線システムを使用することを望む場合、補助コネクタ（３２）が足踏みスイッチ・デバイス（１０）に設けられる。コネクタ・ケーブル（３０）の一端が補助コネクタ（３２）に挿入され、ケーブル（３０）の他端がシステムを配線するためにベース・ユニット（１６）に挿入される。足踏みスイッチ（１０）の中央筐体（２６）は、少なくとも第１および第２の電気スイッチを備えた切替組立体を含む。
【００２４】
足踏みスイッチ・デバイス（１０）を作動させるために、操作者は、ばね付勢の上部カバー（２８）を第１の位置に押し下げ、それによって第１スイッチ接触子が閉鎖する。足踏みスイッチ（１０）の有利な機能の１つは、操作者が、切替機構を作動させるために上部カバー（２８）のいずれの領域を押し下げてもよい点である。例えば操作者は、上部カバー（２８）の中央領域を押し下げることができる。あるいは操作者は、上部カバー（２８）の外周に沿ったいずれの地点を押し下げることもできる。換言すると、足踏みスイッチ（１０）は、３６０度（３６０°）のレベルの外周上の作動点を有する。上部カバー（２８）を第１位置まで押し下げることにより、第１スイッチ接触子が閉鎖する。足踏みスイッチ（１０）内の第１スイッチ接触子の閉鎖は、足踏みスイッチ（１０）内に配置されたマイクロコントローラ、およびベース・ユニット（１６）内に配置されたマイクロコントローラに提示される。第１スイッチ接触子の閉鎖を示す切替信号は、コネクタ・ケーブル（３０）によってベース・ユニット（１６）に伝送される（配線システム）か、または足踏みスイッチ（１０）から送られるＲＦ切替信号によってベース・ユニット（１６）に伝送される（無線システム）。
【００２５】
第１スイッチ接触子が閉鎖すると、足踏みスイッチ（１０）は、ステージ１で作動していると考えられ、ベース・ユニット（１６）に装着された歯科用ハンドピース（２０）（または他の器具）が第１作動モードで作動するように電力を供給される。超音波歯科用歯石除去装置（１２）の第１の実施形態において（図４）、以下により詳細に考察するように、歯の表面の歯石を除去するために歯石除去インサート（２２）を含む歯科用ハンドピース（２０）が使用され、ステージ１は、通常のパワー・モードである。換言すると、足踏みスイッチ（１０）がステージ１で作動する際、通常の超音波パワーが歯科用ハンドピース（２０）に送達される。通常パワーでは、歯石除去インサート（２２）は、歯の表面から通常の歯石の堆積物を除去するのに使用することができる。
【００２６】
操作者は、上部カバー（２８）にさらなる下方への圧力をかけることによって、足踏みスイッチ・デバイス（１０）をステージ２で作動させることができる。十分な力が上部カバー（２８）に加えられると、第２スイッチ接触子が閉鎖される。第２スイッチ接触子の閉鎖は、コネクタ・ケーブル（３０）内の電気接触によって（配線システム）、または伝送されるＲＦ信号によって（無線システム）、ベース・ユニット（１６）内のマイクロコントローラに提示される。第２スイッチ接触子が閉鎖されると、足踏みスイッチ（１０）はステージ２で作動していると考えられ、超音波歯科用ハンドピース（２０）は第２作動モードで作動するように電力を供給される。第１の実施形態において、ステージ２はブースト・パワー・モードである。換言すると、足踏みスイッチ・デバイス（１０）がステージ２で作動する際、超音波パワーのブーストがハンドピース（２０）に送達される。このブースト・パワーで、歯石除去インサート（２２）は、歯の表面から特に頑固な歯石の堆積物を強力に除去するのに使用することができる。
【００２７】
超音波歯石除去器（１２）の第２の実施形態において（図６）、以下により詳細に考察するように、空気研磨インサート（７２）を含む歯科用ハンドピース（７０）は、歯の表面を清浄するのに使用することができる。上述と同様の方法で、足踏みスイッチ（１０）をステージ１で動作するように作動させることができる。しかしながら、歯石除去器（１２）のこの実施形態において、ステージ１は、洗浄（すすぎ）のみの作動モードである。このステージ１モードにおいて、すすぎ流体のみが、空気研磨インサート（７２）の先端（８８）から排出される。第２スイッチ接触子が閉鎖すると、その結果、足踏みスイッチ（１０）がステージ２で作動し、空気／粉末／水のスラリーが先端（８８）から排出される。ステージ２は、粉末スラリー・モードと称されることもあり、このスラリーは、歯の表面を空気研磨するのに使用することができる。
【００２８】
上部カバー（２８）に異なるレベルの圧力を加える必要があることから、ステージ１の足踏みスイッチ・デバイス（１０）の作動とステージ２の足踏みスイッチ・デバイス（１０）の作動の間には異なる感触がある。基本的に操作者は、「クリック」を感じるまで、上部カバー（２８）を押し下げることができる。足踏みスイッチ（１０）は、操作者が上部カバー（２８）に対して最小限の圧力を維持する限り、ステージ１で作動し続ける。操作者は、ステージ２で足踏みスイッチ（１０）が作動することを望む場合、上部カバー（２８）に対してさらなる下方への圧力を加えなければならない。このような場合には、操作者は、ステージ２が作動されたことを示す第２の「クリック」を感じるまで、上部カバー（２８）を下方に押下し続ける。足踏みスイッチ・デバイス（１０）は、操作者が上部カバー（２８）に対して十分な圧力を維持する限り、ステージ２で作動し続ける。ステージ２は、作動するのにステージ１と異なる圧力量を必要とするため、操作者は、ステージ２に入る際はっきりと感じることができる。また操作者は、足踏みスイッチ・デバイス（１０）のステージ２での作動を維持するために、自分がこの付加的圧力を維持しなければならないことを理解するであろう。一定の期間にわたって足踏みスイッチ（１０）を使用した後、操作者は、ステージ１を作動するのに加えなければならない力の量とステージ２に必要とされる力の量に関する「感覚」を掴むであろう。
【００２９】
足踏みスイッチ（１０）とベース・ユニット（１６）の異なる作動モード、および足踏みスイッチ（１０）とベース・ユニット（１６）の間に伝送される通信信号は、以下にさらに詳細に記載される。
【００３０】
初期パワー・モード
足踏みスイッチ（１０）の中央筐体（２６）は、マイクロコントローラを含む電子機器を有するプリント回路基板を含む。また電子機器は、ＲＦ信号を送受信するための通信要素（またはトランシーバ）を含む。電子機器は、足踏みスイッチ（１０）の電池区画に配置されている（図３Ａ）電池（３４Ａ、３４Ｂ）に結合される。電池（３４Ａ、３４Ｂ）は好ましくは、足踏みスイッチ（１０）に全体で３ボルトを供給する。ワイヤリード線が電池ターミナル（３５）から回路基板コネクタ（３６）まで伸び、これによりワイヤリード線がプリント回路基板に接続する。初期パワーまたは起動モードで、最初に電池電圧が足踏みスイッチ（１０）の電子機器に印加され、マイクロコントローラが一連のチェックを行う。このチェックは、ハードウェアおよびソフトウェアの初期化、入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース・チェック、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）チェック、および電気的消去可能プログラム可能型読取専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）を含む。足踏みスイッチのハードウェアおよびソフトウェアが初期化されると、足踏みスイッチ（１０）の通信要素は、事前にプログラムされた周波数、好ましくは２．４ＧＨｚで歯科用歯石除去器ベース・ユニット（１６）に「ＡＷＡＫＥ」信号を伝送する。足踏みスイッチ（１０）と同様の識別アドレスを有するベース・ユニット（１６）は、「ＡＣＫＮＯＷＬＥＤＧＥＭＥＮＴ」信号および「ＲＥＱＵＥＳＴ  ＦＯＲ  ＢＡＴＴＥＲＹ  ＳＴＡＴＵＳ」信号を送ることによって「ＡＷＡＫＥ」信号に応答する。これらの通信信号は、例えば上記に考察したＲＦ信号など無線方式で送られる。足踏みスイッチが確実に正しいベース・ユニットと共に使用されるように、独自の識別アドレスがベース・ユニット（１６）および足踏みスイッチ（１０）内にプログラムされる。ベース・ユニット・アドレスと足踏みスイッチ・アドレスの同期化は、以下でさらに詳細に考察される。
【００３１】
ベース・ユニット（１６）から受信した「ＲＥＱＵＥＳＴ  ＦＯＲ  ＢＡＴＴＥＲＹ  ＳＴＡＴＵＳ」信号に応答して、足踏みスイッチ（１０）は、ベース・ユニット（１６）に「ＡＣＫＮＯＷＬＥＤＧＥＭＥＮＴ」信号を伝送する。また足踏みスイッチ（１０）は、電池の電圧を測定し、この電池データをベース・ユニット（１６）に送る。電池電圧が低すぎる場合、ベース・ユニット（１６）内の情報センタ（４０）内の電池量低下指示器（４２）が点灯する（図４および６）。電池電圧が十分な場合、システムはスタンド・バイに入り、作動モードの準備をする。この時点で作動する必要のある足踏みスイッチ（１０）またはベース・ユニット（１６）から他の情報要求または他の信号がない場合、ベース・ユニット（１６）は、足踏みスイッチ（１０）に「ＲＥＱＵＥＳＴ  ＳＬＥＥＰ」信号を伝送する。これに応答して、足踏みスイッチ（１０）は、電池寿命を維持するためにスリープ・モードに入る。足踏みスイッチ（１０）のスリープ・モードは、以下にさらに詳細に記載される。
【００３２】
搭載された電池のテスト・モード
足踏みスイッチ（１０）およびベース・ユニット（１６）は再充電不可能な電池システムで作動するため、電池寿命を監視するための機構が足踏みスイッチ（１０）の設計に組み込まれる。足踏みスイッチ（１０）内のマイクロコントローラのブートアップ中、およびベース・ユニット（１６）から「ＲＥＱＵＥＳＴ  ＦＯＲ  ＢＡＴＴＥＲＹ  ＳＴＡＴＵＳ」信号を受信する際、マイクロコントローラは、足踏みスイッチ（１０）内の電池（３４Ａ、３４Ｂ）に負荷を加え、負荷された状態で電池の電圧を測定する。測定された電圧値は、デジタル化されベース・ユニット（１６）に伝送され、それによって電池値が評価される。電池電圧が低すぎる場合、ベース・ユニット（１６）内の情報センタ（４０）内の電池量低下指示器（４２）が点灯する。電池電圧が十分な場合、システムはスタンド・バイを再開し作動モードの準備をする。
【００３３】
スリープ・モード
足踏みスイッチ（１０）がスリープ・モードにあるとき、足踏みスイッチ（１０）のマイクロコントローラおよび通信要素は、最小限の動作を示す。スリープ・モードでは、電池（３４Ａ、３４Ｂ）からの電流要求が著しく低下し、したがって電池の寿命が延びる。足踏みスイッチ（１０）は、以下の事象の１つが起こるときスリープ・モードに入る。１）ベース・ユニット（１６）からの信号が受信されない所定の時間が経過する、２）切替事象が生じない、または３）ベース・ユニット（１６）が足踏みスイッチ（１０）にＲＥＱＵＥＳＴ  ＳＬＥＥＰ信号を送る。足踏みスイッチ（１０）は、特にスイッチ１、スイッチ２、または足踏みスイッチの電池区画内に配置された同期スイッチ（３８）（図３Ａ）を作動させる切替事象によって、あるいは足踏みスイッチ（１０）内に電池（３４Ａ、３４Ｂ）を配置し電池電圧を印加することによってのみスリープ・モードを出ることができる。
【００３４】
同期モード
足踏みスイッチ（１０）とベース・ユニット（１６）とが互いに適切に通信し合うために、足踏みスイッチ（１０）およびベース・ユニット（１６）のアドレスおよび動作周波数を互いに知られる必要がある。ベース・ユニット（１６）は、ベース・ユニット（１６）のプリント回路基板が作製されたときの識別アドレスで最初にプログラムされる。ベース・ユニット（１６）のこの初期の識別アドレスは、任意で識別アドレス「Ａ」と称することできる。また足踏みスイッチ（１０）は、足踏みスイッチのプリント回路基板が作製されたときのデフォルト識別アドレスで最初にプログラムされる。足踏みスイッチ（１０）のこの初期の識別アドレスは、任意で識別アドレス「Ｂ」と称することできる。足踏みスイッチ（１０）が作製されベース・ユニット（１６）に割り当てられると、足踏みスイッチ（１０）の識別アドレスは再プログラムされ、その結果、それはベース・ユニット（１６）のアドレスを含む。換言すると、足踏みスイッチ（１０）は、識別アドレス「Ａ」および「Ｂ」を含むように再プログラムされる。「Ａ」および「Ｂ」識別アドレスはそれぞれ、例えば００，０００，００１から１７，０００，０００の範囲内にある数のシーケンスであってよい。例えばベース・ユニット（１６）は、「１，１１１，１１１」の「Ａ」識別アドレスで最初にプログラムすることができ、足踏みスイッチ（１０）は、「２，２２２，２２２」の「Ｂ」識別アドレスで最初にプログラムすることができる。その場合、足踏みスイッチ（１０）は、そのアドレスが「２，２２２，２２２  １，１１１，１１１」を示すように再プログラムされなければならない。ベース・ユニット（１６）は、そのアドレスが「１，１１１，１１１  ２，２２２，２２２」を示すように再プログラムされなければならない。上記の識別アドレスＡおよびＢは、例示の目的のみであり、限定することを意図するものではないことを理解されたい。識別アドレスＡおよびＢは、上記の実施例に例示されるようにいかなるコード、マーク、文字、数字、または他の任意の記号、ならびにそれらのシーケンスおよび組合せであってよい。初めにプログラムされた識別アドレスＡおよびＢは、同一であり得るが、大抵の場合これらのアドレスは、上記の実施例に示されるように、異なるコード、文字または数字である。足踏みスイッチ（１０）とベース・ユニット（１６）とのアドレス同期と称されるこのプロセスは、以下のステップを含む。
【００３５】
（ｉ）ベース・ユニット（１６）の主電源制御オン／オフスイッチを切ることによって、ベース・ユニット（１６）が最初に電源を切られる。
【００３６】
（ｉｉ）新規のセットの「ＡＡ」電池が足踏みスイッチ（１０）内に配置される。
【００３７】
（ｉｉｉ）ベース・ユニット（１６）の情報センタ（４０）内に配置されるパージ・ボタン（５４）（図４、６）が押され、ベース・ユニット（１６）の電源制御オン／オフスイッチが入れられる間、維持される。
【００３８】
（ｉｖ）ベース・ユニット（１６）のパージ・ボタン（５４）が押され、情報センタ（４０）内の発光指示器（４２、４４、４６、４８、５０および５２）が順番に点滅し始めるまで維持され、次いでパージ・ボタン（５４）は開放される。この点滅は、ベース・ユニット（１６）が足踏みスイッチ（１０）の識別アドレスを再プログラムする準備ができたことを示す。発光指示器（４２、４４、４６、４８、５０および５２）は、歯石除去装置（１２）の異なる作動モードに関する情報を提供し、これは以下でさらに詳細に考察される。
【００３９】
（ｖ）足踏みスイッチ（１０）上に配置される同期ボタン（３８）が押下される（図３Ａ）。同期ボタン（３８）は通常足踏みスイッチ（１０）の電池区画内に配置され、識別を容易にするために色分けされてもよい。例えば、同期ボタンは赤色に色分けすることができる。この地点で、足踏みスイッチ（１０）の同期ボタン（３８）付近に配置された発光ダイオード（ＬＥＤ）（３９）が点滅し始める。情報センタ（４０）内の指示器（４２、４４、４６、４８、５０および５２）が同時に点滅し始める。
【００４０】
この点滅は、足踏みスイッチ（１０）およびベース・ユニット（１６）が無線方式で互いに通信している状態を示す。足踏みスイッチ識別アドレスは、本来プログラムされた足踏みスイッチ・アドレス（例えば２，２２２，２２２）ならびにベース・ユニット・アドレス（例えば１，１１１，１１１）を含むように再プログラムされている。同時に、ベース・ユニット識別アドレスは、本来プログラムされたベース・ユニット・アドレス（例えば１，１１１，１１１）ならびに足踏みスイッチ・アドレス（例えば２，２２２，２２２）を含むように再プログラムされている。足踏みスイッチ（１０）およびベース・ユニット（１６）が点滅を止めると、これは再プログラムが完了され、足踏みスイッチ（１０）およびベース・ユニット（１６）の識別アドレスが同期化されたことを意味する。足踏みスイッチ（１０）は、その初めにプログラムされた識別アドレスをベース・ユニット（１６）に通信し、ベース・ユニット（１６）は、その初めにプログラムされた識別アドレスを足踏みスイッチ（１０）に伝達する。上記の実施例において、同期化した後、足踏みスイッチ（１０）の識別アドレスは、数字のシーケンス「２，２２２，２２２  １，１１１，１１１」を示し、ベース・ユニット（１６）の識別アドレスは、数字のシーケンス「１，１１１，１１１  ２，２２２，２２２」を示す。
【００４１】
ベース・ユニット（１６）と足踏みスイッチ（１０）の間のこの初期の、起動同期通信は、本発明のシステムの重要な機構である。アドレスの同期は、他のいかなる通信信号にも先立ち、ベース・ユニット（１６）と足踏みスイッチ（１０）間の第１の無線通信中に行われる。識別アドレスは共に、足踏みスイッチ（１０）とベース・ユニット（１６）間の次の通信に含まれる。換言すると、足踏みスイッチ（１０）からベース・ユニット（１６）に伝送される通信信号は、識別アドレス「Ａ」および「Ｂ」を含み、ベース・ユニット（１６）から足踏みスイッチ（１０）に伝送される通信信号も、識別アドレス「Ａ」および「Ｂ」を含む。識別アドレスが再プログラムされると、その結果、足踏みスイッチ（１０）はベース・ユニット（１６）のアドレスを知り、ベース・ユニット（１６）は足踏みスイッチ（１０）のアドレスを知り、足踏みスイッチ（１０）およびベース・ユニット（１６）は互いに通信することができる。足踏みスイッチ（１０）がベース・ユニット（１６）の識別アドレスを知らず、ベース・ユニット（１６）が足踏みスイッチ（１０）の識別アドレスを知らない場合、足踏みスイッチ（１０）およびベース・ユニット（１６）は、互いに通信することができない。この識別機構により、足踏みスイッチ（１０）が誤った歯科／医療用装置（１２）と通信することが回避される。例えば、歯科治療室には複数の歯科用装置（１２）および足踏みスイッチ（１０）がある場合があり、どの足踏みスイッチがどの装置を制御するのか混乱する場合がある。ある足踏みスイッチが、患者が座る歯科用椅子を制御し、第２の足踏みスイッチがＸ線カメラを制御することがある。さらに別の足踏みスイッチが、超音波歯科用歯石除去／洗浄装置を制御する場合がある。歯科医は、誤った装置を作動させないように、足踏みスイッチの選択および使用に注意を払うことを必要とするであろう。本発明の識別機構は、作動チェックとして作用し、間違った装置が誤って作動されることを回避する。
【００４２】
通常の作動モード
足踏みスイッチ・デバイス（１０）のスイッチ１またはスイッチ２が作動すると、足踏みスイッチ（１０）の電子機器内の通信要素（トランシーバ）が、「ＡＷＡＫＥ」信号および「ＳＷＩＴＣＨ  ＰＯＳＩＴＩＯＮ  ＳＴＡＴＵＳ」信号（スイッチ１またはスイッチ２が作動されたことを示す）をベース・ユニット（１６）に伝送する。ベース・ユニット（１６）の電子機器内の通信要素が、この信号を受信し、これによりユニットが作動する。例えば上述のように、スイッチ１を作動させることによりベース・ユニット（１６）が通常の超音波パワー・モードで作動させることができ、スイッチ２を作動させることにより、ベース・ユニット（１６）が、ブーストされた超音波パワー・モードで作動することができる。スイッチ１またはスイッチ２が作動すると、足踏みスイッチ（１０）は「オン」なったと考えられ、ベース・ユニット（１６）は、所定時間の間隔で「ＲＥＱＵＥＳＴ  ＦＯＲ  ＳＷＩＴＣＨ  ＰＯＳＩＴＩＯＮ  ＳＴＡＴＵＳ」信号を伝送し、足踏みスイッチ（１０）はベース・ユニット（１６）に「ＳＷＩＴＣＨ  ＰＯＳＩＴＩＯＮ  ＳＴＡＴＵＳ」信号を送ることによって応答する。これらの信号を送受信することは、足踏みスイッチ（１０）およびベース・ユニット（１６）が互いに一定の同期状態にあることを保証する。この「ハンドシェーキング」通信は、ベース・ユニット（１６）が、スイッチ１またはスイッチ２の位置のいかなる変化にも即座に対応することができることを意味する。これらの通信信号によって、ベース・ユニット（１６）は、足踏みスイッチ（１０）内のスイッチ１またはスイッチ２の閉鎖または開放に即座に応答する。したがって、歯科医は、足踏みスイッチ・デバイス（１０）を作動させることによって、ベース・ユニット（１６）および器具の作動を精密に直接制御することができる。医師は、足踏みスイッチ・デバイス（１０）で作業する間、自分の手を自由に保つことができ、歯科治療の実施により集中することができる。
【００４３】
システムが配線されている場合、足踏みスイッチ（１０）は、上述の無線通信信号をベース・ユニット（１６）に伝送するが、それらの無線信号は、ベース・ユニット（１６）に無視される。ベース・ユニット（１６）は、このモードにおいては、足踏みスイッチ（１０）によって伝送される無線信号に応答または作用しない。というのは、ベース・ユニットは、上述のようにコネクタ・ケーブル（３０）の電気接触子を介して切替信号を受信しているからである。最終的にベース・ユニット（１６）は、「ＲＥＱＵＥＳＴ  ＳＬＥＥＰ」信号を足踏みスイッチ（１０）に伝送し、この「ＲＥＱＵＥＳＴ  ＳＬＥＥＰ」信号は、無線信号を送り続ける理由がないということ、および足踏みスイッチが、電池の寿命を維持するためにスリープ・モードに入るべきであるということを足踏みスイッチ（１０）に伝える。足踏みスイッチ（１０）は、「ＲＥＱＵＥＳＴ  ＳＬＥＥＰ」信号に応答してスリープ・モードに入り、ベース・ユニット（１６）にＲＦ信号を送るのを止める。歯科医は、上述のように手際よく足踏みスイッチ・デバイス（１０）の上部カバー（２８）を押し下げることによって、第１および第２のスイッチを作動させ、ベース・ユニット（１６）がすぐに応答する。好ましくは足踏みスイッチは、足踏みスイッチ（１０）とベース・ユニット（１６）の間の精密な連携を保証するために、２５０ミリ秒（ｍｓ）毎に「ＳＷＩＴＣＨ  ＰＯＳＩＴＩＯＮ  ＳＴＡＴＵＳ」信号を送る。言うまでもないが、そのような信号が所望される場合、異なる所定のタイミング間隔で（例えば８００ミリ秒毎に）伝送されるように、「ＳＷＩＴＣＨ  ＰＯＳＩＴＩＯＮ  ＳＴＡＴＵＳ」信号を再プログラムすることができる。足踏みスイッチ（１０）内の各切替事象（第１または第２スイッチの閉鎖または開放）は、２５０ミリ秒のタイミング（または他の所定のタイミング間隔）の「ＳＷＩＴＣＨ  ＰＯＳＩＴＩＯＮ  ＳＴＡＴＵＳ」信号の伝送に対する割り込みを生成する。ベース・ユニット（１６）はこの割り込み信号を受信し、すぐに切替事象に反応する。
【００４４】
足踏みスイッチ（１０）が信号「ＡＬＬ  ＳＷＩＴＣＨＥＳ  ＩＮＡＣＴＩＶＥ」を送る場合、ベース・ユニット（１６）は、足踏みスイッチ（１０）に電池寿命を維持するためにスリープに入るように指示する「ＳＬＥＥＰ  ＲＥＱＵＥＳＴ」信号を送ることによって応答する。足踏みスイッチ（１０）が、スイッチ（位置）１アクティブ信号、またはスイッチ（位置）２アクティブ信号などの「ＳＷＩＴＣＨ  ＰＯＳＩＴＩＯＮ  ＳＴＡＴＵＳ」信号をベース・ユニット（１６）に送っており、足踏みスイッチ（１０）が、「ＡＬＬ  ＳＷＩＴＣＨＥＳ  ＩＮＡＣＴＩＶＥ」信号を最初に送らずに、このような「ＳＷＩＴＣＨ  ＰＯＳＩＴＩＯＮ  ＳＴＡＴＵＳ」信号を送るのを中止すると、ベース・ユニット（１６）は、所定の「タイムアウト」期間、例えば足踏みスイッチ（１０）からの応答を受信する可能性のある７５０ミリ秒の間待機する。「タイムアウト」期間中に応答が受信されない場合、例えば通常の超音波パワー・モード（スイッチ１アクティブ）またはブースト超音波パワー・モード（スイッチ２アクティブ）などの現在の作動モードが無効になる。
【００４５】
ウォッチ・ドッグ・バックアップ・モード
好ましくは、足踏みスイッチ（１０）とベース・ユニット（１６）の間の通信システムにバックアップ機能が組み込まれる。このバックアップ機能は、足踏みスイッチ（１０）とベース・ユニット（１６）の間の通信が何らかの理由で失われた場合、システムが一定の電力が供給される状態を維持するいかなる機会も有意に減少させる。通常モードで作動する際、足踏みスイッチ（１０）は、所定のタイミング間隔、例えば２５０ｍｓ毎にスイッチ状態の情報を伝送し続ける。ベース・ユニット（１６）は、このスイッチ状態のアップデートを予想し、カウントダウン・タイマを作動させる。３つ以上のスイッチ状態アップデートが連続して失われる場合、ベース・ユニット（１６）はすぐに、ハンドピース（２０）への超音波パワーを無効にし、足踏みスイッチ（１０）との通信を再確立しようと試みる。
【００４６】
周波数変更モード
足踏みスイッチ（１０）およびベース・ユニット（１６）のシステムは、２４０５ＫＨｚから２４８０ＫＨｚの範囲の周波数を有する１６の可能なチャネルから選択された周波数で作動する。チャネルとチャネルの間隔は、５ＫＨｚである。ベース・ユニット（１６）は、選択された周波数チャネルを常に監視する。ＲＦパワー時間平均アルゴリズムがベース・ユニット（１６）に組み込まれる。所定の閾値を超える誤ったパワー・レベルが検出されると、ベース・ユニット（１６）は「ＲＥＱＵＥＳＴ  ＦＯＲ  ＣＨＡＮＮＥＬ  ＣＨＡＮＧＥ」信号を足踏みスイッチ（１０）に送る。足踏みスイッチ（１０）は、容認される閾値を下回るパワー・レベル検出に関して残りの周波数チャネルを順番に探す。空いている周波数チャネルが見つかると、足踏みスイッチ（１０）およびベース・ユニット（１６）は共に新しいチャネルに変更し、通信を再確立する。周波数チャネルの変更は、システムを操作する医師によって検出不可能である。
【００４７】
スキャン・モード
足踏みスイッチ（１０）が信号を伝送し、所与の時間内にベース・ユニット（１６）からの肯定応答信号を受信しない場合、足踏みスイッチ（１０）は、正しいアドレスを有するベース・ユニット（１６）を求めてそれぞれの周波数チャネルを探す。ベース・ユニット（１６）が、異なる周波数チャネルで見つかった場合、その新規の周波数チャネルが、システム・メモリ内にロードされ、正しい周波数チャネルで作動が再開する。
【００４８】
図４を参照すると、本発明の無線または配線システムで使用することができる、超音波歯科歯石除去装置（１２）の可能な一実施形態が詳細に示される。標準電源コード（図示せず）が、ベース・ユニット（１６）を、電力（１００−２４０ボルト）を供給する電源コンセントに接続する。電源コードの一端はユニット（１６）の裏側パネルに配置された電力入力コネクタに挿入され、他端は標準ＡＣ壁コンセントに差し込まれる。水フィルタを含み得る水供給ライン（図示せず）が、歯科歯石除去システムに水または他の洗浄流体を提供するのに使用される。水供給ラインの一端は、ベース・ユニット（１６）の裏側パネルに配置されたコネクタに挿入される。水供給ラインの他端は、歯科用オフィスの水道または流体分配デバイスに接続される。流体分配デバイスの場合、歯科医は、歯科歯石除去システムに分配するための水または医療流体を選択することができる。主電力制御オン／オフスイッチが、ベース・ユニット（１６）の下側パネルに配置される。
【００４９】
ベース・ユニット（１６）は、マイクロコントローラを含む電子機器を有するプリント回路基板（図示せず）を囲繞する。電子機器はまた、ＲＦ信号を送受信する通信要素（またはトランシーバ）を含む。情報センタ（４０）が、ベース・ユニット（１６）の頂部パネル（面）に配置される。情報センタは、歯科歯石除去システムの作動モードを指示するために点灯する種々のグラフィック指示器（４２、４４、４６、４８、５０および５２）、ならびに歯石除去システムを浄化するためのプッシュ・ボタン点灯指示器（５４）を含む。
【００５０】
グラフィック発光指示器（４２、４４、４６、４８、５０および５２）は、所与の時点で歯科歯石除去システムのどの作動モードがその中で機能しているかに関する情報を提供する。図４に示されるベース・ユニット（１６）において、指示器は、足踏みスイッチ（１０）内の低電池量、要サービス、パワー・ブースト、ブルー・ゾーン、すすぎモード、および２４ボルトの電力状態に関する情報を提供する。図４に示される指示器（４２、４４、４６、４８、５０および５２）は、採用することができる多くの可能な指示器センタ（４０）のいくつかの実施例のみを提示していることを理解されたい。所望であれば、情報センタ（４０）内に異なる指示器を含むことができる。例示の実施形態において、低電池量指示器（４２）は、足踏みスイッチ（１０）内の電池（３４Ａ、３４Ｂ）が寿命の終わりに近づく際、点灯する。この時点で電池（３４Ａ、３４Ｂ）を取り替えることが推奨される。
【００５１】
ブルー・ゾーン指示器（４４）は、歯石除去処置のタイプに関する情報を提供する。多量のプラークおよび歯石が蓄積しがちな患者の歯科組織のある領域が、歯肉組織の頂部の下（副歯肉領域）にある歯の表面である場合、この領域は完全に清浄されなければならない。しかしながら、副歯肉領域は特に敏感である。この領域は、手持ちの器具によって清浄されるため、歯肉流体および血液が副歯肉領域内に堆積することがよくある。患者は、この清浄プロセス中に多大な不快感を感じることが多い。歯科医は、患者を快適に維持しながら、副歯肉領域を完全に清浄するという困難な課題に直面する。このような困難を克服するために、ベース・ユニット（１６）は、長い時間、低超音波パワーで作動することができる。これにより歯科医は、患者を快適に維持しながら、高度な臨床上の効果と共に副歯肉領域を完全に清浄することができる。ベース・ユニット（１６）がこのような状況で作動する際、ブルー・ゾーンで作動していると称され、したがって情報センタ（４０）内のブルー・ゾーン指示器（４４）が点灯する。
【００５２】
パワー・ブースト指示器（４６）に関して、超音波パワーの一時的なブーストが歯石除去装置（１２）にとって必要であるとき、医師はさらに、足踏みスイッチ（１０）の上部カバー（２８）を第２の位置まで押し下げることができる。この動作により、足踏みスイッチ（１０）内の第２スイッチが作動する。足踏みスイッチ（１０）はステージ２に入り、ベース・ユニット（１６）内の超音波パワー出力が一時的に増加する。ベース・ユニット（１６）がブースト・パワーで作動する際、情報センタ（４０）内のパワー・ブースト指示器（４６）が点灯する。
【００５３】
サービス要求指示器（４８）は、システムは適切に機能しないときに点灯する。サービス要求指示器（４８）は、システムの異なる問題を知らせるために、異なる方法で点灯するようにプログラムすることができる。例えばサービス要求指示器（４８）は、システムが工場仕様に従って作動しないとき、点滅することができる。サービス要求指示器（４８）は、ハンドピース（２０）の状態が不適切またはベース・ユニット（１６）から外れる場合、より速くまたはより遅い速度で点滅することができる。一方、サービス要求指示器（４８）は、システムがオーバヒートした場合、常時点灯の光を発することができる。
【００５４】
すすぎ指示器（５０）は、歯石除去システムがすすぎモードで作動する際に点灯する。詳細には歯石除去インサート（２２）は、インサート（２２）の先端（２３）に水道水などのすすぎ流体を送達するための手段を含む。上述のように、水供給ラインは、歯科オフィス内でベース・ユニット（１６）を流体分配システムに接続する。ハンドピース・コネクタ・ケーブル（１８）は、流体をハンドピース（２０）および歯石除去インサート（２２）に輸送する導管を含む。水または他のすすぎ流体を使用して、歯科作業が行われている口腔内の領域を洗浄し、堆積物の領域を清浄することができる。歯石除去システムがすすぎモードで作動する際、情報センタ（４０）内のすすぎ指示器（５０）が点灯する。頂部側のパネルに配置された超音波パワー調節ノブ（５６）を完全に反時計回りの方向に回すと、すすぎ作動モードを始動することができる。医師は、「クリック」を感じるまでパワー調節ノブ（５６）を反時計回りに回し、すすぎステップを開始する。
【００５５】
最後に、ベース・ユニット（１６）の下側パネルに配置された主電力制御オン／オフスイッチが「オン」の位置で静止するとき、オン／オフ（２４ボルトの電力状態）指示器（５２）が点灯する。
【００５６】
例えば１日の始まりにシステムを始動する際など様々な時間に、水道水で歯科用歯石除去システムのラインを浄化することが望ましい場合がある。システムを浄化するために、中に歯石除去インサート（２２）を配置せずにハンドピース（２０）がシンクの上に保持され、ベース・ユニット（１６）の浄化ボタン（５４）が押し下げられる。浄化ステップの間、水は、所与の時間例えば２分間、システムのラインを通って勢いよく流れる。浄化ボタン（５４）は、浄化機能が作動される際に点灯する。
【００５７】
超音波パワー調節ノブ（５６）が、ベース・ユニット（１６）の頂部側パネルに配置される。歯石除去インサート（２２）に伝送される超音波パワーの量は、調節ノブ（５６）を回すことによって精密に調整することができる。上述のように超音波パワーを使用して、歯石除去インサート（２２）の動きを生成する。超音波パワーの増加は、歯石除去インサート（２２）の先端（２３）が、先端の動作周波数を変えることなく移動する距離を増加させる。ベース・ユニット（１６）は、歯石除去インサート（２２）に伝送される超音波パワーの相対的レベルを示す、固定位置の一連のグラフィック記号を備える目盛り（５７）を含んでよい。目盛り（５７）は、パワー調節ノブ（５６）の周囲に半円形のパターンでベース・ユニット（１６）の頂部側パネルにプリントされる。医師は、ノブが目盛り（５７）の記号を指すように、手動でノブ（５６）を回すことができる。このようにノブ（５６）を回すことによって、医師は、処置および患者にとっての必要性によって超音波パワーのレベルを精密に調整することができる。この「ハンズオン」機能は、超音波パワーを通常からブーストまで調整するために足踏みスイッチ（１０）の代替として使用することができる。目盛り（５７）の下部１／３の部分は、超音波パワーの比較的低いレベルを示し、これはブルー・ゾーンと考えられる。パワー調節ノブ（５６）が回されると、その結果ノブがこの領域を指し、ブルー・ゾーン指示器（５４）が点灯する。
【００５８】
図５を参照すると、図４の歯石除去器（１２）内で使用されるハンドピース（２０）および歯石除去インサート（２２）がより詳細に示される。ハンドピース（２０）は、歯石除去インサート（２２）を中に配置するためのインサート・ポート（６０）を備えた筐体（５８）を含む。
【００５９】
さらにハンドピース（２０）は、ハンドピース（２０）を通って歯石除去インサート（２２）に流れる洗浄流体の流れを調節するように回転することができる洗浄制御のノブ（６２）を含む。通常、洗浄流体として水道水が使用される。例えば水などの冷却流体が、いくつかの理由で歯石除去インサート（２２）の先端（２３）に送達されることが重要である。
【００６０】
第１に、歯石除去インサート（２２）の先端（２３）が歯に接触し、超音波振動すると、歯の表面で熱が生成される。患者は、歯が清浄される際、歯石除去インサート（２２）に余分な圧力が加わると、痛みの感覚を体験する場合がある。歯石除去インサート（２２）の先端（２３）に供給される冷却流体が歯の表面から熱を除去し、痛みを最小限にする助けをする。第２に、冷却流体は、口腔内の作業領域を洗浄し、堆積物の領域を清浄するのに使用することができる。第３に、歯石除去インサート（２２）の磁歪の加熱要素が、磁歪物質の薄片スタックの振動により内部の熱を生成する。冷却流体は最初、薄片スタックを冷却するために変換器の周囲で循環することができる。内部の熱は、冷却流体が薄片スタックの上を流れる際、冷却流体手段によって消散される。
【００６１】
洗浄流れ制御ノブを時計回りの方向に回すと、インサート先端（２３）で流体の流れが増加する。一方、洗浄流れ制御ノブを反時計回りの方向に回すと、インサート先端（２３）で流体の流れが減少する。またハンドピース（２０）を通ってインサート先端（２３）に至る流体の流量が、流体の温度を決める。一般に、ハンドピース（２０）内を比較的高い流量で流れる流体は、比較的低い流量で流れる流体より温度が低い。
【００６２】
図６は、本発明の無線または配線システムで使用することができる超音波歯科用歯石除去装置（１２）の可能な第２の実施形態を示す。図６に示されるベース・ユニット（１６）は、超音波歯石除去および空気研磨清浄処置を行うのに使用することができる。図６に示される歯石除去／清浄システムは、図４に示される超音波歯石除去システムと同様の多くの構成要素を含み、同様の参照番号は、同様の構成要素を識別するのに使用される。上述のように、超音波歯石除去は通常、歯の表面から歯石堆積物および多量のプラークを除去するのに使用される。超音波歯石除去処置は、歯周病の治療での歯周壊死組織切除に使用することもできる。一方空気研磨は、例えばタバコ、コーヒー、紅茶によるステインなど歯の表面から外因性のステインを除去するのに使用される予防処置である。空気研磨は、柔らかい堆積物を除去し、ボンディングおよびシーラント用に歯の表面を準備するのに使用することもできる。
【００６３】
図７に示されるように、両方の治療処置を行うのに単一のハンドピース（７０）を使用することができるが、行われる処置によって異なる歯科用インサート（２２、７２）が、ハンドピース（７０）内に配置される。ハンドピース（７０）は、選択されたインサート（２２、７２）を中に配置するためのインサート・ポート（７６）と、粉末スラリーを送達するための粉末送達ポート（７８）とを備えた筐体（７４）を含む。歯科医は、超音波歯石除去モードでシステムを作動することを望む場合、歯石除去インサート（２２）をハンドピース（７０）内に配置する。インサート（２２）は、それが完全に着座するまで、ハンドピース（７０）内に徐々にねじって押し込められる。次に、医師は、上記に記載したハンドピース（２０）が使用されたのと同様の方法で、患者の歯を超音波で清浄するために、インサート（２２）と共にハンドピース（７０）を使用することができる。
【００６４】
医師は、患者の歯を研磨することを望む場合、歯石除去インサート（２２）を取り外し、ハンドピース（７０）の中に空気研磨インサート（７２）を配置する。空気研磨インサート（７２）は、歯の表面を研磨するために空気／粉末／水のスラリーを送達する。ハンドピース（７０）を通して清浄粉末の制御された流れを送達するために、空気および水の圧力が使用される。好ましくは、重炭酸ナトリウム粉末組成物が使用される。重炭酸ナトリウム粉末は水溶性であり、歯の表面にざらつきのある残留物を残さない。空気研磨インサート（７２）は、要素（８０）の上を通る水を加熱するための加熱要素（８０）を含む。水入口（８２）が設けられ、水が加熱要素（８０）の上を通ってノズル（８４）の中に流れるのを可能にする。粉末入口管（８６）が、ハンドピース（７０）の粉末送達ポート（７８）に嵌合するように適合される。空気および粉末は、粉末入口管（８６）を通ってインサート先端（８８）に誘導される。水は、ノズル（８４）からインサート先端に誘導される。次に空気／粉末／水のスラリーが、目標の領域にインサート先端（８８）で放出される。
【００６５】
図６に戻って参照すると、清浄粉末を保管し分配する、ベース・ユニット（１６）内のチャンバ（９０）が示される。医師は、清浄粉末を使用することを望む場合、粉末充填キャップ（９２）を回して空け、粉末をチャンバ（９０）内に注ぎ、チャンバ上にキャップ（９２）を戻して回して閉める。充填キャップ（９２）の中央は、透明のＴ字型のキャップ・ハンドル（９６）に一体式に成形されたキャップ・ポインタ（９４）を含む。粉末の流量は、キャップ・ポインタ（９４）を回転することによって調整することができる。チャンバ（９０）のカバー・プレート上でポインタを記号「Ｈ」（１２時の位置）まで回すと、多量のステインを除去するのに必要な量の粉末スラリーが分配される。ポインタを記号「Ｌ」（６時の位置）まで回すと、軽量のステインを除去するのに適した量の粉末スラリーが分配される。ポインタ（９４）は、時計周りまたは反時計周りの方向のいずれかにそれを回すことによって、ＨとＬの間の任意の位置に設定することができる。例えばポインタ（９４）は、中間の量のステインを除去するのに適した量の粉末スラリーを送達するために、「Ｍ」の位置まで回すことができる。充填キャップ（９２）の中央の透明なハンドル（９６）により、医師は、粉末分配システムが作動する際、チャンバ（９０）内で粉末が浮き上がりハンドピース（７０）に向かって流れるのを見ることが可能になる。
【００６６】
超音波歯科用歯石除去装置（１２）および結合されるハンドピース（２０、７２）の詳細な実施形態が、上記に記載され図４から７に示されるが、これらの実施形態は例示のみであり、本発明を限定するものではないことを理解されたい。本発明の無線または配線システムにおいて他の歯科および医療用治療装置を使用することができる。
【００６７】
当業者は、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、本明細書の例示の実施形態および記載に種々の修正を行うことができることを理解するであろう。例えば本発明の足踏みスイッチ・デバイス（１０）は、３つ以上のスイッチを含むことができる。より詳細には、一例として、足踏みスイッチ・デバイス（１０）は３つのスイッチを含むことができる。第１のスイッチを作動させると、足踏みスイッチはステージ１で作動する。第２のスイッチを作動させることにより足踏みスイッチはステージ２で作動し、第３のスイッチを作動させることにより足踏みスイッチはステージ３で作動する。ステージ１において、歯科／医療用装置は、通常パワーで作動することができる。ステージ２において、歯科／医療用装置は、中間パワーで作動することができ、ステージ３において、歯科／医療用装置は、高出力パワーで作動することができる。別の実施形態において、足踏みスイッチ（１０）は、足踏みスイッチ（１０）の上部カバー（２８）の下方位置を感知するための加減抵抗器を含む場合があり、これにより操作者は、歯科／医療用装置の作動モードの外見上のアナログ制御を有することが可能になる。この作動モードは、超音波パワー制御またはその他の可能な制御であってよい。
【００６８】
また、歯科／医療用装置は異なる作動モードを有することができ、これらの異なるモードを制御するのに足踏みスイッチを使用することができることが認識される。換言すると、足踏みスイッチは、通常の超音波パワー／ブースト・パワーまたはすすぎのみ／清浄粉末スラリー以外の作動を始動させるのに使用することができる。例えば電気外科用ナイフの場合、ステージ１が始動すると、ナイフは、切断モードのみで作動するようにプログラムすることができる。次にステージ２が始動すると、ナイフは、切断モードおよび洗浄モードで同時に作動することができる。洗浄モードでは、手術領域に抗細菌溶液を分配することができる。
【００６９】
上記は、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、本明細書の例示の実施形態および記載に対して行うことのできる修正のいくつかの例にすぎない。本発明の精神および範囲内のこのようなすべての修正形態は、添付の特許請求の範囲によって包含されることを意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】遠隔式無線システムにおける超音波歯科用歯石除去器の作動を制御するのに足踏みスイッチ・デバイスを使用する歯科医を示す、本発明のシステムの一実施形態の斜視図である。
【図２】配線システムにおける、超音波歯科用歯石除去器の作動を制御するのに足踏みスイッチ・デバイスを使用する歯科医を示す、本発明のシステムの一実施形態の斜視図である。
【図３】図１および２に示されるシステムで使用される足踏みスイッチ・デバイスの拡大側部斜視図である。
【図３Ａ】電池区画ドアが外された、図３に示す足踏みスイッチ・デバイスの底部斜視図である。
【図４】図１および２に示されるシステムで使用することができる超音波歯科用歯石除去装置の一実施形態の拡大図である。
【図５】図４に示される装置と共に使用することができる歯科用ハンドピースおよび歯石除去インサートの拡大図である。
【図６】図１および２に示されるシステムで使用することができる超音波歯科用歯石除去装置の一実施形態の拡大図である。
【図７】図６に示される装置と共に使用することができる歯科用ハンドピース、歯石除去インサートおよび空気研磨インサートの拡大図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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