(57)【要約】【課題】手の助けなしに人間工学的かつ円滑な位置決めをできる限り可能とする、医療機器の位置決めデバイスのための操作要素を提示する。【解決手段】本発明は、医療装置１の位置決めデバイス３を操作者の口によって操作するための操作要素１０に関し、上記操作要素は、本体１４と、操作者によって口でトリガできる第１の操作信号を受信するための第１のセンサ２０とを有する。  本発明によると、操作要素は制御ユニット１３を備え、この制御ユニットは、第１の操作信号に応じて、位置決めデバイス３の第１の駆動装置６のための第１の制御信号を生成するよう構成されている。  本発明は更に、このような操作要素を有する医療装置に関する。【選択図】図１
2015150436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体（１４）；及び
操作者によって口でトリガできる第１の操作信号を受信するための第１のセンサ（２０）
を有する、医療装置（１）の位置決めデバイス（３）を前記操作者の口によって操作するための操作要素（１０）であって、
前記操作要素は制御ユニット（１３）を備え、前記制御ユニット（１３）は、前記第１の操作信号に応じて、前記位置決めデバイス（３）の第１の駆動装置（６）のための第１の制御信号を生成するよう構成されていることを特徴とする、操作要素（１０）。
【請求項２】
前記操作要素（１０）は第２のセンサ（２３）を有し、前記第２のセンサ（２３）は、前記操作者が口を用いてトリガできる前記第１の操作信号とは異なる第２の操作信号を受信するよう構成されること、及び
前記制御ユニット（１３）は、前記第２の操作信号に応じて、前記位置決めデバイス（３）の第２の駆動装置（８）のための第２の制御信号を生成するよう構成されていること
を特徴とする、請求項１に記載の操作要素。
【請求項３】
前記第１のセンサ（２０）は、力センサ又はモーメントセンサとして設計されていることを特徴とする、請求項１に記載の操作要素。
【請求項４】
前記第２のセンサ（２３）は、力センサ又はモーメントセンサとして設計されていることを特徴とする、請求項２に記載の操作要素。
【請求項５】
前記本体（１４）に対して第１の方向（１８）に可動となるように設けられた咬合片（１７）が存在すること、及び
前記第１のセンサは、前記本体（１４）に対して前記第１の方向（１８）における前記咬合片（１７）の変動を測定するための位置センサとして設計されていること
を特徴とする、請求項１、２及び４のいずれか１項に記載の操作要素。
【請求項６】
前記咬合片（１７）は、前記本体（１４）に対して第２の方向（１９）に可動となるよう設けられていること、及び
前記第２のセンサは、前記本体（１４）に対して前記第２の方向（１９）における前記咬合片（１７）の変動を測定するための位置センサとして設計されていること
を特徴とする、請求項２に従属する請求項５に記載の操作要素。
【請求項７】
前記操作者が口を用いてトリガできる第３の操作信号を受信するよう構成された第３のセンサが存在すること、及び
前記制御ユニット（１３）は、前記第３の操作信号に応じて、前記位置決めデバイス（３）の１つ又は複数のブレーキを制御するための信号を生成するよう構成されていること
を特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の操作要素。
【請求項８】
前記操作要素（１０）は、前記本体（１４）を前記医療装置（１）上に固定するための固定デバイス（１５）を備えていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の操作要素。
【請求項９】
医療機器（２）及び前記医療機器（２）が設置される位置決めデバイス（３）を有する、医療装置（１）であって、
前記位置決めデバイス（３）は、運動の少なくとも１つの自由度、及び前記運動の少なくとも１つの自由度に沿って前記医療機器（２）の位置を調整又は支持するための少なくとも１つの駆動装置（５、６、８）を有し、
前記医療装置（１）は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の操作要素（１０）を備えていることを特徴とする、医療装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療装置の位置決めデバイスを操作者の口によって操作するための操作要素に関し、上記操作要素は、本体と、操作者によって口でトリガできる第１の操作信号を受信するための第１のセンサとを有する。本発明は更に、医療機器及び前記医療機器が設置される位置決めデバイスを有する医療装置に関し、前記位置決めデバイスは、運動の少なくとも１つの自由度、及び運動の少なくとも１つの自由度に沿って医療機器の位置を調整又は支持するための少なくとも１つの駆動装置を有する。
【背景技術】
【０００２】
一般に様々な医療装置が手術中に使用される。手術の行程は、手術中に医療装置に対して実施しなければならない操作手順によって、頻繁に中断されるか又は遅れる。これにより、手術の継続時間全体が長引く。これは特に、手術する医師自身が医療装置を手動で操作する場合に当てはまる。医療装置を作動させるために、医師は術野から手を引かなければならず、必要に応じて手に持っているいずれの機器を離さなければならない。その後、手術を再開する際に、医師は手と機器とをもう一度最初から位置合わせしなければならず、これにより手術が長引く。
【０００３】
従来技術から、手術する医師が治療中に手を自由にできるように、操作要素としてフットスイッチを有する医療機器を提供していることは公知である。このようなフットスイッチは、例えば特許文献１に開示されている。しかしながら、このようなフットスイッチの欠点は、足踏みスイッチは医師の立っている脚における重力の移動を必要とするため、特に医師が手術中に立っている場合に手術する医師の安定性を危うくする点である。これにより、医師が医療機械を案内するのがより困難となる。
【０００４】
特許文献２は、マウススイッチ及びスタンドを有する外科用顕微鏡を備える更なる医療装置を開示している。マウススイッチを噛むことにより接点が閉状態となり、電流が流れる。その結果、スタンドの枢動継ぎ手におけるロック機構が解放される。外科用顕微鏡は次に、医師がマウスピースに力を印加することによって、空間的に変位する。この設備の欠点は、外科用顕微鏡を動かす力を、手術する医師が口で直接的に伝達しなければならない点であり、これは特に顔、首、喉の筋肉の緊張につながる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ドイツ特許第１０２２００５０１３０６３Ａ１号
【特許文献２】ドイツ特許第１０２３２６８８Ａ１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、手の助けなしに人間工学的かつ円滑な位置決めをできる限り可能とする、医療機器の位置決めデバイスのための操作要素を提示することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、請求項１の特徴を有する操作要素によって達成される。
【０００８】
本発明によると、操作要素は制御ユニットを備え、この制御ユニットは、第１の操作信号に応じて、位置決めデバイスの第１の駆動装置のための第１の制御信号を生成するよう構成されている。
【０００９】
操作要素の第１のセンサは、操作者が口を用いてトリガする第１の操作信号を受信するよう設計されている。第１の操作信号に応じて、第１の制御信号が制御ユニットにおいて生成され、この制御信号は位置決めデバイスの第１の駆動装置を制御するのに適している。このようにして、口によって第１のセンサを作動させることにより、位置決めデバイスの運動の１つの自由度における医療機器の位置の変化を能動的にもたらすか又は支援することができる。制御ユニットは操作要素に一体化できるか、若しくは別個に設計でき、又は医療装置のより高次の制御ユニットの一部として構成できる。本発明の文脈中の用語「制御」（「制御ユニット（ｃｏｎｔｒｏｌ  ｕｎｉｔ）」、「制御信号（ｃｏｎｔｒｏｌ  ｓｉｇｎａｌ）」又は「制御する（ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ）」）は、従来の制御に限定されず、それどころか閉ループ制御も含む。
【００１０】
本発明の一実施形態では、操作要素は第２のセンサを有し、この第２のセンサは、操作者が口を用いてトリガできる第１の操作信号とは異なる第２の操作信号を受信するよう構成されている。制御ユニットは、第２の操作信号に応じて、位置決めデバイスの第２の駆動装置のための第２の制御信号を生成するよう構成されている。第１のセンサ及び第２のセンサは、共通のセンサ要素として、又は２つの別個のセンサとして実現できる。ここでは、２つの異なる操作信号が、共通のセンサ要素を用いて、又は第１のセンサ及び第２のセンサを用いて受信できることが重要であり、この操作信号は好ましくは、これらがトリガされる空間的方向に関して互いに異なる。口によって第２のセンサを作動させることにより、運動の更なる自由度において位置決めデバイスの更なる駆動装置を制御することで、医療機器の位置の変更を能動的にもたらすか又は支援できる。
【００１１】
本発明の更なる実施形態によると、第１のセンサ及び／又は第２のセンサは、力又はモーメント、特に曲げモーメントを測定するための、力センサ又はモーメントセンサとして設計される。よって本発明概念の実装のために、特に単純かつ堅牢なセンサが利用可能である。
【００１２】
本発明の更なる実施形態では、本体に対して第１の方向に可動となるように設置される咬合片が存在し、第１のセンサは、本体に対して第１の方向における咬合片の変動を測定するための位置センサとして設計されている。これにより、第１の駆動装置のための第１の制御信号によって、変動位置決めデバイス上の医療機器の、第１の方向における咬合片の変動に平行な運動がもたらされるように、装置を設計できるため、医療装置の特に直観的な操作が可能となる。
【００１３】
本発明の更なる実施形態では、咬合片は本体に対して第２の方向に可動となるように設置され、第２のセンサは、本体に対して第２の方向における咬合片の変動を測定するための位置センサとして設計されている。従って操作者は操作中に、操作ユニットの本体に対して、特に第１の方向とは異なる第２の方向に、咬合片を動かすことができる。これにより、医療装置の直観的操作が更に向上する。
【００１４】
本発明の更なる実施形態では、操作者が口を用いてトリガできる第３の操作信号を受信するように構成された第３のセンサが存在し、制御ユニットは、第３の操作信号に応じて、位置決めデバイスの１つ又は複数のブレーキを制御するための信号を生成するように構成されている。特に、この第３のセンサの助けにより、位置決めデバイスの運動の１つ又は複数の自由度のロックを設定又は解放することができる。
【００１５】
本発明の更なる実施形態では、操作要素は本体を医療装置上に固定するための固定デバイスを備えている。従って操作要素を医療装置上に固定した後、位置決めデバイス上に設置された医療機器の運動（この運動は運動のある１つの自由度に沿って起こり、位置決めデバイスの駆動装置によって生成又は支援される）を、操作者が操作要素に筋力を印加することによって支援できる。このようにして、ある作業位置から別の作業位置へ移る際に、医療装置の運動を位置決めデバイス上で加速でき、及び／又は位置決めデバイスの駆動装置は低電力であってもよい。
【００１６】
本発明の更なる目的は、操作要素を有する医療装置を提示することである。
【００１７】
上記目的は、請求項９の特徴を有する医療装置によって達成される。本発明によると、上記医療装置は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の操作要素を備えている。
【００１８】
本発明を、図面を参照しながら以下により詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明による医療装置の例示的実施形態を示す。
【図２】図２は、本発明による操作要素の様々な例示的実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１では本発明による医療装置１を示し、医療装置１は、外科用顕微鏡２の形態の医療機器を備え、外科用顕微鏡２はスタンド３の形態の位置決めデバイス上に設置されている。
【００２１】
この例示的実施形態では、スタンド３は複数の支持アーム４から構成され、支持アーム４は直列及び並列に配設され、かつ継手接続５を介して相互に接続されている。第１の枢動継手７を第１の駆動装置６に割り当て、第２の枢動継手９を第２の駆動装置８に割り当てる。第１の駆動装置６によって、第１の枢動継手７の回転軸の周りでトルクを生成し、これにより、第１の枢動継手７によって相互に接続された支持アーム間の角度変動を調整できる。これに対応して、第２の駆動装置８によって、第２の枢動継手９の回転軸の周りでトルクを生成し、これにより、第２の枢動継手９によって相互に接続された支持アーム間の角度変動を調整できる。
【００２２】
操作要素１０は外科用顕微鏡２に設置され、操作者が口の中で把持できる。ここで、単語「口（ｍｏｕｔｈ）」は、例えば歯、舌、歯茎、顎又は唇である口腔内及び口腔周辺の全ての身体部分を意味すると理解されるものとする。この例示的な実施形態では、操作要素１０は、操作者が歯を使用して保持及び操作するように設計されている。
【００２３】
操作要素１０は、操作者が歯又は口の別の部分によって操作要素を保持しながら、自身の眼を使用して手術用顕微鏡２のアイピース１１を通して術野を観察できるように、外科用顕微鏡２に設けられている。
【００２４】
操作要素１０の助けにより、操作者は外科用顕微鏡２の位置を、少なくとも１つの自由度において調整できる。第１の枢動継手７の回転軸の周りでの枢動運動の例を用いて、基本的な機能を説明する。この目的のために、以下により詳細に記載するように、操作者は自身の口を使用して、第１の操作信号を操作要素１０の第１のセンサに印加する。第１の操作信号は、信号伝達ライン１２（例えばケーブル、プリント回路基板ライン又は無線接続）を介して、制御ユニット１３に伝達される。制御ユニット１３において、第１の操作信号に基づいて第１の制御信号を決定し、更なる信号伝達ライン１２を介して、この第１の制御信号をスタンドの第１の駆動装置６に伝達し、この第１の駆動装置６を第１の枢動継手７に割り当てる。回転軸の周りのトルクは、外科用顕微鏡２が所望の位置に対する回転軸の周りで旋回できるように、第１の駆動装置６を介して調整される。
【００２５】
本発明による操作要素１０の例示的な実施形態を、図２に詳細に示す。
【００２６】
操作要素１０は本体１４を備え、この本体１４は、固定デバイス１５を介して外科用顕微鏡２に固定されている。第１の咬合片１６を本体１４上に形成し、この咬合片１６は本体に堅固に接続されており、操作者は一方の顎（この場合上顎）の歯で咬合片１６を噛むことができる。
【００２７】
第２の咬合片１７は第１の咬合片１６の下方に設けられ、この例示的実施形態では、本体に対して両方向矢印１８、１９に沿って２方向に可動となるように設けられる。使用中、第２の咬合片１７は操作者の他方の顎（この場合下顎）の歯に接触する。下顎を上顎に対して動かすことにより、操作者は２つの矢印１８、１９の方向に第２の咬合片１７を動かすことができる。
【００２８】
図２に詳細には示していない第１のセンサの助けにより、第１の両方向矢印１８の方向における第２の咬合片１７の変動の形態で第１の操作信号を決定する。また、これも同様に詳細には示していないが、第２のセンサは、第２の両方向矢印１９の方向における第２の咬合片１７の変動の形態の第２の操作信号を決定するために機能する。第１のセンサ及び第２のセンサは好ましくは位置センサとして設計され、これらは本発明の文脈において、第２の咬合片１７の所定の変動を起点に切り替えられる単純なスイッチ、及び変動の距離、変動のスピード、変動の加速、又は変動の直接的若しくは間接的な決定に適した別の物理パラメータの測定のためのセンサの両方として理解されることになる。
【００２９】
以上、本体に対して２方向に移動させるために設置される第２の咬合片に基づいて、本発明を説明した。しかしながら本発明は、このような実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲から逸脱することなく、咬合片を、本体に対して並進運動（摺動継手として）及び回転運動（枢動継手として）の両方が可能となるように、又は並進運動と回転運動とを組み合わせて行う（枢動／摺動継手として）ことができるように設けることができる。本体に対して単一の軸受のみ又は３つ以上の軸受を有して構成される第２の咬合片を考えることも完全に可能である。センサの数及び性質は、軸受の形態に適切に適合させるべきである。
【００３０】
本発明による操作要素１０の更なる例示的実施形態を、図２を参照しながら以下に説明する。ここでは、第２の咬合片１７も本体１４に堅固に接続されている。代替として、この例示的実施形態では、第２の咬合片を省略することもでき、これにより、操作者は口の中で第１の咬合片１６を把持するだけでよい。この例示的実施形態では、第２の咬合片の変動を測定するための位置センサの代わりに、曲げ応力を測定するためのひずみゲージ２０の形態の２つのセンサを、固定デバイス１５の固定ロッド２１に設ける。使用中、操作者は自身の口を使用して、咬合片を介して本体を把持し、本体に力及び／又はトルクを印加する。この力及び／又はトルクは、ひずみゲージ２０を介して操作信号として検出される固定ロッドの僅かな変形又は屈曲をもたらす。第１の例示的実施形態においてと同様に、操作信号は制御ユニットに伝達され、この制御ユニットにおいて、駆動装置のための制御信号が操作信号に基づいて生成される。操作要素は、１つ又は複数の操作信号を測定するための、１つ又は複数のひずみゲージを備えることができる。
【００３１】
本発明の普遍性を制限することなく、上述のひずみゲージの代わりに、本発明による操作要素を介して操作者が本体に印加する力又は圧力又はモーメントの直接的又は間接的な測定のための他の力センサ又はモーメントセンサを使用することもできる。
【００３２】
本発明による操作要素の第３の例示的実施形態を、同様に図２を参照しながら説明する。第３の例示的実施形態は、位置センサが、固定デバイス１５の継手２２における回転センサ又は傾斜センサとして設計される点において、第１の例示的実施形態と異なる。従って操作要素の使用中、位置センサは第１の例示的実施形態のように操作者の口腔内には位置せず、口腔外にある。
【００３３】
本発明を、スタンドの２つの枢動継手上の２つの駆動装置に基づいて上述した。しかしながら、本発明はこのような配置に限定されるものではない。本発明の範囲から逸脱することなく、いずれの種類の継手接続（例えば摺動継手、枢動／摺動継手又はねじ継手）及びスタンドの継手接続上の駆動装置のいずれの組み合わせを、スタンドの支持アーム間に設けることができる。変動スタンドの少なくとも１つの継手接続を駆動装置に割り当て、その助けによってトルクを回転軸の周りに印加するか、又は力を継手軸の方向に印加することにより、継手接続で相互接続された支持アーム間の変動（例えば角度及び距離）を調整できることが重要である。
【００３４】
スタンド３は、好ましくは外科用顕微鏡２を作業領域内で６つの自由度（３つの回転自由度及び３つの並進運動自由度）において配向できるように構成されている。しかしながら、本発明の普遍性を制限することなく、６つよりも少ないか又は多い自由度を有するスタンドの実施形態も考えられる。
【００３５】
全ての例示的実施形態において、スイッチの形態の第３のセンサを設けることができ、この第３のセンサは、操作者の歯、唇又は口他の部分によって生成できる第３の操作信号を受信するように設計される。第３の操作信号は同様に制御ユニット１３に伝達され、制御ユニット１３において、スタンド３の継手接続５、７、８における１つのブレーキ又は複数のブレーキをロック又は解放するための、単一の信号又は複数の信号に変換される。これは、外科用顕微鏡２が作業位置に確実に固定されることを保証する。第３のセンサは、好ましくは操作要素１０の第１のセンサ及び第２のセンサ（及び適切な場合更なるセンサ）を介して制御できるスタンドの駆動装置６、８に割り当てられるスタンド３の上記ブレーキを解放するために使用できる。このようにして、外科用顕微鏡２をある作業位置から別の作業位置へと移動させる際に、操作者はまず第３のセンサを作動させることによってブレーキを解放でき、次に第１のセンサ及び／又は第２のセンサ及び／又は任意に更なるセンサを作動させることにより、多大な身体的努力を要することなく、外科用顕微鏡２を新たな作業位置に移動させることができる。
【００３６】
図示していない更なる例示的実施形態では、駆動装置を有するスタンドは、第１の例において、外科用顕微鏡の回転角度のみを、操作要素のセンサ及び駆動装置の助けによって調整できるよう構成されている。作業領域における外科用顕微鏡の並進運動位置は、手動で、又はモータによって支援する従来の方法で調整できる。この実施形態は、多数の操作状況において、外科用顕微鏡が並進運動では僅かな範囲までしか移動せず、回転運動でははるかに大きな範囲まで移動するという事実を考慮している。
【００３７】
ここでは図示していない更に別の例示的実施形態では、駆動装置の動力だけでは、作業領域における外科用顕微鏡の全ての作業位置を起点とする新たな作業位置の方向に外科用顕微鏡を移動させるには十分でないように、駆動装置を寸法設定する。この場合駆動装置は、単に外科用顕微鏡をある作業位置から別の作業位置へ移動させる際に、操作者を助ける。
【００３８】
以上、外科用顕微鏡に堅く接続される操作要素に基づいて本発明を説明した。しかしながら、本発明の普遍性を制限することなく、操作者が操作要素を完全に又は少なくとも部分的に口腔内に収納できるように、操作要素を外科用顕微鏡から離して設計することもできる。この場合、例えば操作要素から制御ユニットへの信号伝達は無線方式である。
【符号の説明】
【００３９】
１    医療装置
２    医療機器
３    位置決めデバイス
５    駆動装置
６    駆動装置
８    駆動装置
１０  操作要素
１３  制御ユニット
１４  本体
１７  咬合片
１８  第１の方向
１９  第２の方向
２０  第１のセンサ
２３  第２のセンサ
【図１】
2015150436.tif 000003
【図２】
2015150436.tif 000004