(57)【要約】  外科器具の外科駆動ユニットであって、少なくとも２つのモータ巻線と、前記駆動ユニット及び／又は前記モータを特徴づけるデータを保存するためのメモリ装置とを備えたモータを含む外科駆動ユニットを、冒頭に記載されている種類の駆動ユニット、器具、及び駆動システムの信頼性が向上するように改良するために、前記駆動ユニットが前記メモリ装置に接続されている第１送受信装置と、前記モータの少なくとも２つの接続接触部に接続されている第２送受信装置とを含むこと、及び、前記第１及び第２送受信装置間でデータが非接触式に転送可能となるように前記第１及び第２送受信装置が構成され相互作用することが提案される。改良された外科器具、及び更に展開された外科駆動システムも提案される。
2011524186.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外科器具（６０）の外科駆動ユニット（１４）であって、少なくとも２つのモータ巻線（７２ａ、７２ｂ、７２ｃ）と、該駆動ユニット（１４）及び／又はモータ（６８）を特徴づけるデータを保存するためのメモリ装置（９０）とを備えたモータ（６８）を含む外科駆動ユニットにおいて、
該駆動ユニット（１４）が、前記メモリ装置（９０）に接続されている第１送受信装置（８２ａ）と、前記モータ（６８）の少なくとも２つの接続接触部（７０ａ、７０ｃ）に接続されている第２送受信装置（８２ｂ）とを含むこと、及び
前記第１及び第２送受信装置（８２ａ、８２ｂ）間でデータが非接触式に転送可能となるように該第１及び第２送受信装置が構成され相互作用すること
を特徴とする外科駆動ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の外科駆動ユニットであって、前記第１及び／又は前記第２送受信装置（８２ａ、８２ｂ）がアンテナ（８４ａ、８４ｂ）として構成されることを特徴とする外科駆動ユニット。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の外科駆動ユニットであって、前記少なくとも２つのモータ巻線（７２ａ、７２ｂ、７２ｃ）のうちの１つ（７２ｃ）が前記第２送受信装置（８２ｂ）を形成することを特徴とする外科駆動ユニット。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の外科駆動ユニットであって、前記メモリ装置（９０）に保存されているデータが、前記第１及び第２送受信装置（８２ａ、８２ｂ）間で非接触式に転送可能であることを特徴とする外科駆動ユニット。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の外科駆動ユニットであって、前記第１及び第２送受信装置（８２ａ、８２ｂ）が電磁波（９６）を送受信するように構成されることを特徴とする外科駆動ユニット。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の外科駆動ユニットであって、前記第１及び第２送受信装置（８２ａ、８２ｂ）が互いに非接触式に結合されていることを特徴とする外科駆動ユニット。
【請求項７】
請求項６に記載の外科駆動ユニットであって、前記第１及び第２送受信装置（８２ａ、８２ｂ）が互いに誘導結合されていることを特徴とする外科駆動ユニット。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の外科駆動ユニットであって、外科駆動ユニット（１４）及び／又はモータ（６８）の種類又は型を識別するためのモータ識別装置（８０）を特徴とする外科駆動ユニット。
【請求項９】
請求項８に記載の外科駆動ユニットであって、前記モータ識別装置（８０）が前記メモリ装置（９０）を含むことを特徴とする外科駆動ユニット。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の外科駆動ユニットであって、前記モータ識別装置（８０）が前記第１送受信装置（８２ａ）を含むことを特徴とする外科駆動ユニット。
【請求項１１】
請求項８〜１０のいずれか１項に記載の外科駆動ユニットであって、前記モータ識別装置（８０）がＲＦＩＤ（無線周波数識別）部品（８６）として構成されることを特徴とする外科駆動ユニット。
【請求項１２】
請求項８〜１１のいずれか１項に記載の外科駆動ユニットであって、前記モータ識別装置（８０）が、前記第２送受信装置（８２ｂ）の空間的近傍に配置されることを特徴とする外科駆動ユニット。
【請求項１３】
請求項８〜１２のいずれか１項に記載の外科駆動ユニットであって、前記モータ識別装置（８０）が、受動的なモータ識別装置（８０）として構成されることを特徴とする外科駆動ユニット。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の外科駆動ユニットであって、前記第１及び／又は第２送受信装置（８２ａ、８２ｂ）により、短い範囲の高周波電磁場が生成可能であることを特徴とする外科駆動ユニット。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の外科駆動ユニットであって、前記メモリ装置（９０）が不揮発性メモリ（９２）を含むことを特徴とする外科駆動ユニット。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか１項に記載の外科駆動ユニットであって、前記メモリ装置（９０）が書き込み不可メモリ（９２）を含むことを特徴とする外科駆動ユニット。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか１項に記載の外科駆動ユニットであって、前記メモリ装置（９０）が、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）（９２）として構成されることを特徴とする外科駆動ユニット。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか１項に記載の外科駆動ユニットであって、前記モータ（６８）が３つのモータ巻線（７２ａ、７２ｂ、７２ｃ）を含むことを特徴とする外科駆動ユニット。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれか１項又は請求項１の前文に記載の外科駆動ユニットであって、前記駆動ユニット（１４）が、前記モータ（１８）の作動を無効にするためのモータ無効装置（９８）を含むことを特徴とする外科駆動ユニット。
【請求項２０】
請求項１９に記載の外科駆動ユニットであって、前記モータ無効装置（９８）が、２つのモータ接続接触部（７０ａ、７０ｂ）に接続されているスイッチ要素（１００）を含むことを特徴とする外科駆動ユニット。
【請求項２１】
請求項２０に記載の外科駆動ユニットであって、前記モータ無効装置（９８）が、２つのモータ接続接触部（７０ａ、７０ｂ）間で前記スイッチ要素（１００）と直列に接続されている周波数依存型レジスタ（１０４）を含むことを特徴とする外科駆動ユニット。
【請求項２２】
請求項２１に記載の外科駆動ユニットであって、前記周波数依存型レジスタ（１０４）がコンデンサ（１０６）であることを特徴とする外科駆動ユニット。
【請求項２３】
請求項１〜２２のいずれか１項に記載の外科駆動ユニットであって、温度センサ（９４）を特徴とする外科駆動ユニット。
【請求項２４】
請求項２３に記載の外科駆動ユニットであって、前記モータ識別装置（８０）が前記温度センサ（９４）を含むことを特徴とする外科駆動ユニット。
【請求項２５】
請求項２３又は２４に記載の外科駆動ユニットであって、前記温度センサ（９４）により検出される温度データが、前記第１及び第２送受信装置（８２ａ、８２ｂ）間で非接触式に交換可能であることを特徴とする外科駆動ユニット。
【請求項２６】
請求項２３〜２５のいずれか１項に記載の外科駆動ユニットであって、前記温度センサ（９４）が温度データメモリを含むことを特徴とする外科駆動ユニット。
【請求項２７】
駆動ユニット（１４）と、前記駆動ユニット（１４）に接続されている又は接続可能であり且つ前記駆動ユニット（１４）により駆動可能である外科ツール（６４）とを含む外科器具（６０）であって、
前記駆動ユニット（１４）が、少なくとも２つのモータ巻線（７２ａ、７２ｂ、７２ｃ）と、前記駆動ユニット（１４）及び／又はモータ（６８）を特徴づけるデータを保存するためのメモリ装置（９０）とを備えたモータ（６８）を含む、外科器具において、
前記駆動ユニット（１４）が、前記メモリ装置（９０）に接続されている第１送受信装置（８２ａ）と、前記モータ（６８）の少なくとも２つの接続接触部（７０ａ、７０ｃ）に接続されている第２送受信装置（８２ｂ）とを含むこと、及び
前記第１及び第２送受信装置（８２ａ、８２ｂ）間でデータが非接触式に転送可能となるように該第１及び第２送受信装置が構成され相互作用すること
を特徴とする外科器具。
【請求項２８】
請求項２７に記載の外科器具であって、前記少なくとも２つの外科駆動ユニット（１４）のうちの少なくとも１つが、請求項２〜２６のいずれか１項に記載の外科駆動ユニット（１４）であることを特徴とする外科器具。
【請求項２９】
少なくとも１つの制御装置（１２）と、前記制御装置（１２）に接続可能であり且つ該制御装置（１２）により制御可能である少なくとも２つの外科駆動ユニット（１４）、又は外科駆動ユニット（１４）を含む外科器具（６０）とを含む外科駆動システム（１０）であって、
前記少なくとも２つの外科駆動ユニット（１４）のうちの少なくとも１つが、少なくとも２つのモータ巻線（７２ａ、７２ｂ、７２ｃ）と、前記駆動ユニット（１４）及び／又はモータ（６８）を特徴づけるデータを保存するためのメモリ装置（９０）とを備えたモータ（６８）を含む、外科駆動システムにおいて、
前記駆動ユニット（１４）が、前記メモリ装置（９０）に接続されている第１送受信装置（８２ａ）と、前記モータ（６８）の少なくとも２つの接続接触部（７０ａ、７０ｃ）に接続されている第２送受信装置（８２ｂ）とを含むこと、及び
前記第１及び第２送受信装置（８２ａ、８２ｂ）間でデータが非接触式に転送可能となるように該第１及び第２送受信装置が構成され相互作用すること
を特徴とする外科駆動システム。
【請求項３０】
請求項２９に記載の外科駆動システムであって、前記少なくとも２つの外科駆動ユニット（１４）のうちの少なくとも１つが、請求項２〜２６のいずれか１項に記載の外科駆動ユニット（１４）であることを特徴とする外科駆動システム。
【請求項３１】
請求項２９又は３０に記載の外科駆動システムであって、前記少なくとも２つの外科駆動ユニット（１４）が異なる型のモータを含むことを特徴とする外科駆動システム。
【請求項３２】
請求項２９〜３１のいずれか１項に記載の外科駆動システムであって、前記制御装置（１２）がモータ制御器（１２）として構成されることを特徴とする外科駆動システム。
【請求項３３】
請求項２９〜３２のいずれか１項に記載の外科駆動システムであって、前記少なくとも２つの駆動ユニット（１４）を前記制御装置（１２）に接続することができる接続ケーブル（２０、２２）を特徴とする外科駆動システム。
【請求項３４】
請求項３３に記載の外科駆動システムであって、前記接続ケーブル（２０、２２）が、前記モータ（６８）に含まれているモータ巻線（７２ａ、７２ｂ、７２ｃ）と同数の線を含むのみであることを特徴とする外科駆動システム。
【請求項３５】
請求項２９〜３４のいずれか１項に記載の外科駆動システムであって、第１照会モードにおいて、前記制御装置（１２）に駆動ユニット（１４）が接続されているかどうかを検出することが可能となるように、前記制御装置（１２）が構成されることを特徴とする外科駆動システム。
【請求項３６】
請求項２９〜３５のいずれか１項に記載の外科駆動システムであって、前記制御装置（１２）に駆動ユニット（１４）が接続されている時、第２照会モードにおいて、前記第１及び第２送受信装置（８２ａ、８２ｂ）を用いて、前記メモリ装置（９０）に保存されている前記データを読み出して前記制御装置（１２）に転送することが可能となるように、前記制御装置（１２）が構成されることを特徴とする外科駆動システム。
【請求項３７】
請求項２９〜３６のいずれか１項に記載の外科駆動システムであって、前記制御装置（１２）に駆動ユニット（１４）が接続されている時、第３照会モードにおいて、前記モータ無効装置（９８）に接続されている前記接続接触部（７０ａ、７０ｂ）の両端に高周波電流を導くことにより、前記スイッチ要素（１００）が開であるか閉であるかを検出することが可能となるように、前記制御装置（１２）が構成されることを特徴とする外科駆動システム。
【請求項３８】
請求項３７に記載の外科駆動システムであって、前記第３照会モードにおいて前記スイッチ要素（１００）が閉であることが検出された場合にのみ前記モータ（６８）に電流が供給されるように、前記制御装置（１２）が構成されることを特徴とする外科駆動システム。
【請求項３９】
請求項２９〜３８のいずれか１項に記載の外科駆動システムであって、前記駆動ユニット（１４）の前記メモリ装置（９０）に保存されている前記データが、読み出し可能であり、且つ、前記第１及び第２送受信装置（８２ａ、８２ｂ）を用いて前記制御装置（１２）に転送可能となるように、前記制御装置（１２）が構成されることを特徴とする外科駆動システム。
【請求項４０】
請求項２９〜３９のいずれか１項に記載の外科駆動システムであって、前記温度センサ（９４）により測定される温度データが、読み出し可能であり、且つ、前記第１及び第２送受信装置（８２ａ、８２ｂ）を用いて前記制御装置（１２）に転送可能となるように、前記制御装置（１２）が構成されることを特徴とする外科駆動システム。
【請求項４１】
請求項４０に記載の外科駆動システムであって、前記温度データが前記第２照会モードにおいてのみ転送可能となるように、前記制御装置（１２）が構成されることを特徴とする外科駆動システム。
【請求項４２】
請求項２９〜４１のいずれか１項に記載の外科駆動システムであって、前記制御装置（１２）に接続されている駆動ユニット（１４）を作動させるための作動パラメータが、前記メモリ装置（１２）から読み出される前記データに応じて自動的に設定されるように、前記制御装置（１２）が構成されることを特徴とする外科駆動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外科器具の外科駆動ユニットであって、少なくとも２つのモータ巻線と、駆動ユニット及び／又はモータを特徴づけるデータを保存するためのメモリ装置とを備えたモータを含む外科駆動ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、駆動ユニットと、駆動ユニットに接続されている又は接続可能であり且つ前記駆動ユニットにより駆動可能である外科ツールとを含む外科器具であって、前記駆動ユニットが、少なくとも２つのモータ巻線と、駆動ユニット及び／又はモータを特徴づけるデータを保存するためのメモリ装置とを備えたモータを含む、外科器具にも関する。
【０００３】
本発明は更に、少なくとも１つの制御装置と、前記制御装置に接続可能であり且つ該制御装置により制御可能である少なくとも２つの外科駆動ユニット、又は外科駆動ユニットを含む外科器具を含む外科駆動システムであって、前記少なくとも２つの外科駆動ユニットのうちの少なくとも１つが、少なくとも２つのモータ巻線と、前記駆動ユニット及び／又はモータを特徴づけるデータを保存するためのメモリ装置とを備えたモータを含む、外科駆動システムに関する。
【０００４】
冒頭に記載されている種類の装置が、例えばDE 102 25 857 A1から知られている。そこに記載されている駆動システムの駆動ユニット又はモータには、各々、モータの型を特徴づけるデータが中に保存されているメモリ装置が装備されている。これらのデータは、製造段階でメモリ装置に保存されるので、使用者が改変することはできない。３つのモータ巻線を備えたモータでは、モータを制御するためのモータ制御器にモータを接続するために、３つの接続線が必要である。それぞれのモータを特徴づけるデータを制御器に転送するには、更なる制御線及び／又はデータ線が必要である。このため、要件に応じて、モータの接続線、ならびに制御線及び／又はデータ線用に、対応する数の接触部を設けなければならない。ところが、駆動ユニットは外科処置後に清浄し、場合によっては蒸気滅菌せねばならないので、特に制御線及びデータ線（モータ巻線に接続されていない）に関する接触問題を排除することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】DE 102 25 857 A1
【特許文献２】US 2003/0093103 A1
【特許文献３】EP 1 872 823 A1 (US 2008/0077170 A1)
【特許文献４】EP 2 042 120 A2 (US 2008/0262654 A1)
【特許文献５】US 2004/0209223 A1
【特許文献６】US 2004/0220602 A1
【特許文献７】WO 98/06338 A2
【特許文献８】EP 0 788 778 A2
【特許文献９】DE 102 25 232 A1 (US 7,258,546 B2)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明の目的は、冒頭に記載されている種類の駆動ユニット、器具、及び駆動システムの信頼性を改良することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、本発明によれば、冒頭に記載されている種類の外科駆動ユニット、外科器具、及び外科駆動システムに関して、前記駆動ユニットが、前記メモリ装置に接続されている第１送受信装置と、前記モータの少なくとも２つの接続接触部に接続されている第２送受信装置とを含むという点、及び、前記第１及び第２送受信装置間でデータが非接触式に転送可能となるように該第１及び第２送受信装置が構成され相互作用するという点で達成される。
【０００８】
知られている外科駆動ユニット（特に外科器具及び外科駆動システムの一部とすることができる）の、本発明による更なる展開は、特に、前記少なくとも２つのモータ巻線に、場合によって前記モータの接続線に導電的に接続されている前記接続接触部を介して、前記メモリ装置からデータを読み出すことができるという利点を有する。前記メモリ装置から読み出すのに、追加の制御線又はデータ線は必要ではない。特に、新規のモータ生成（好適な制御装置と共に、前記モータ上又は前記駆動ユニット上にセンサなしに速度検出を可能にするものであり、従って、任意のデータ線又は制御線を設けておく必要のないものである）においては、本発明による、前記提案されている更なる展開は、全体的に前記データ線又は制御線なしで済ますのに特に良好に適している。その際、例えば、前記モータの作動を開始する前に、前記第２送受信装置とデータ交換することで、前記第１送受信装置に接続されている前記モータ接続接触部又は線を介して、モータの型に関するデータが前記メモリ装置から読み出されて例えばモータ制御器に非接触式に転送されることによって、モータの型に関する照会を行って、特定の作動パラメータを前記モータ制御器内で所望のやり方で自動的に設定することができる。こうして、前記モータに例えば過度の電流が供給され、モータが許容速度範囲外で作動することを防止することが可能である。いずれの場合も、本発明によれば、制御線又はデータ線なしで済ます可能性により、前記駆動ユニット上の接触部の数が低減される。清浄及び滅菌により引き起こされる腐食の結果としての接触部は、前記駆動ユニットの長期作動信頼性を危険に晒し得る。
【０００９】
前記第１及び／又は前記第２送受信装置がアンテナとして構成されると、特に簡単かつ安全なデータ交換が可能である。
【００１０】
前記少なくとも２つのモータ巻線のうちの１つが前記第２送受信装置を形成することにより、前記駆動ユニットの特に簡単な構造が達成可能である。こうして、前記選択されたモータ巻線に二重の機能が与えられる。モータ巻線は、第１に、実際の駆動要素としての、前記モータの構成要素であり、第２に、前記メモリ装置から例えばモータ制御器の形態の制御装置へデータを転送するための転送装置の一部を成す。この構造により、特に前記モータが作動中でないとき、前記モータへの前記接続接触部又は接続線を、制御線又はデータ線としても使用することが可能となる。こうして、前記制御装置の、前記第２送受信装置への接続は、前記モータ接続接触部を介して直接、即ち、前記選択されたモータ巻線の前記接続接触部を介してもたらすことができる。
【００１１】
例えば、前記メモリ装置に保存されているデータが前記第１及び第２送受信装置間で非接触式に転送可能である場合、前記モータを特徴づけるためのデータ、例えばモータの型を前記駆動ユニットから制御装置へ簡単な方法で転送することができる。
【００１２】
前記第１及び第２送受信装置が電磁波を送受信するように構成される場合、前記第１及び第２送受信装置間の信号交換又はデータ交換が特に簡単になる。ここで、周波数としては、３０〜５００ｋＨｚ、３〜３０ＭＨｚ間の範囲内の周波数、４３３ＭＨｚ帯域内の周波数、８５０〜９５０ＭＨｚ間の周波数、及び２．４〜２．５ＧＨｚの範囲内のマイクロ波の周波数が可能である。
【００１３】
原則として、前記第１及び第２送受信装置を互いに導電的に接続することが考えられる。特に、前記第２送受信装置を他の目的にも使用できるようにするために、前記第１及び第２送受信装置が互いに非接触式に結合されていることが有利である。こうして、特に、前記第２送受信装置への電流供給が異なる場合、前記駆動ユニットの損傷が生じることを防止することができる。
【００１４】
前記第１及び第２送受信装置間の結合の特に簡単な形態は誘導結合である。原則として、前記送受信装置を互いに容量的に結合することも可能である。
【００１５】
好都合なことに、前記外科駆動ユニットに、外科駆動ユニット及び／又はモータの種類又は型を識別するためのモータ識別装置が装備されている。前記モータ識別装置により、例えば、駆動ユニット及び／又はモータの作動前に、前記駆動ユニットの前記メモリ装置に保存されている、駆動ユニット及び／又はモータの種類又は型に関するデータを検索し、これらのデータを例えば制御装置に転送することが可能である。
【００１６】
前記モータ識別装置が前記メモリ装置を含む場合、前記モータ識別装置及び前記駆動ユニットの構造は特に簡単になる。こうして、駆動ユニットを、最小限の数の部品で構築することができる。
【００１７】
前記モータ識別装置が前記第１送受信装置を含む場合、前記外科駆動ユニットの構造は更に一層コンパクトかつ簡単にすることができる。こうして、言わば単一の部品を据付けることにより、前記メモリ装置だけでなく、任意で前記第１送受信装置も、前記駆動ユニット内に１つの組立ステップにて据付けることができる。
【００１８】
前記モータ識別装置がＲＦＩＤ（無線周波数識別）部品として構成される場合、前記外科駆動ユニットの製造は特に簡単かつ費用効果的なものになる。このような部品（ＲＦＩＤチップ又はトランスポンダチップとも称されるもの）は、異なる設計及び寸法において利用可能であり、幾つかのサブ機能を実施するための組立体として据付けるのに適している。特に、ＲＦＩＤチップは、送受信装置及びメモリ装置を含むことができる。
【００１９】
信号及びデータの良好な交換用に特に良好な結合部を得るために、前記モータ識別装置が、前記第２送受信装置の空間的近傍に置かれることが有利である。好ましくは、前記モータ識別装置に含まれる前記第１送受信装置の配置は、構造的に、前記第１及び第２送受信装置が、最適化されたやり方で相互作用し協働できるように選択される。
【００２０】
前記モータ識別装置にとって追加のエネルギー源が必要にならないようにするために、前記モータ識別装置が、受動的なモータ識別装置として構成されることが好都合である。当然のことながら、能動的なモータ識別装置を設けることもできよう。能動的なモータ識別装置は、そのサブユニットを作動させるためにエネルギー供給を必要とするものである。受動的なモータ識別装置であれば、それらの作動に必要なエネルギーを高周波交流電磁場から得ることができるという利点を有し、高周波交流電磁場は、前記第２送受信装置により生成される。
【００２１】
好都合なことに、前記第１及び／又は第２送受信装置により、短い範囲の高周波電磁場が生成可能である。こうして、特に、前記送受信装置間の短い距離を困難なく高精度で橋絡することができる。
【００２２】
有利には、前記メモリ装置は不揮発性メモリを含む。こうして、前記メモリに含まれている前記データを永続的に維持することが確実になる。
【００２３】
前記メモリ装置に含まれているデータが使用者により誤って削除又は上書きされることを防止するために、前記メモリ装置が、書き込み不可メモリを含むことが有利である。これによって、製造者により中に保存されている前記データを改変するための、前記メモリ装置を用いた任意の改竄が排除される。
【００２４】
前記メモリ装置が、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）として構成されることが好都合である。このようなメモリは、例えば、１度のみ書き込むことができるが、必要に応じて何度でも読み出すことができる。例えば、製造者は、各駆動ユニットに、駆動ユニットを特徴づけるための個々のデータ、例えばモータの型、製造番号を、又は前記駆動ユニットの型又は製造番号をも概して割り当てることができる。
【００２５】
好ましくは、前記モータは３つのモータ巻線を含む。このことにより、従来のモータを使用して前記駆動ユニットを形成することが可能になる。
【００２６】
本発明の好適な実施形態によれば、更に、前記駆動ユニットが、前記モータの作動を無効にするためのモータ無効装置を含むことを実現することができる。この更なる展開は、特に、冒頭に記載されている種類の外科駆動ユニットにおいても可能である。前記モータ無効装置により、前記駆動ユニットのモータをそもそも作動してよいかどうか、及びそれはいつか、特に、モータに電流を供給してよいかどうか、及びそれはいつかを明確に規定することが可能である。例えば、前記モータ無効装置を相応に活性化又は非活性化するだけで前記モータを有効にし、作動させることができる。
【００２７】
モータ無効装置が、２つのモータ接続接触部に接続されているスイッチ要素を含む場合、前記モータ無効装置の構造は特に簡単になる。その際、前記モータを実際に作動させる前に、例えば、２つのモータ接続接触部を介して、即ち、２つの巻線接触部を介して、例えば、前記スイッチ要素が開であるか閉であるかを照会することが可能である。その際、前記スイッチ要素のスイッチ位置に応じて、例えば、前記モータ無効装置が占めているのが、モータ作動が無効である無効位置であるのか、又は有効である有効位置であるのかを、制御装置内で検出することが可能である。
【００２８】
特に、モータ無効装置が占めているのが無効位置であるのか有効位置であるのかに関して、前記モータ無効装置への照会を促進するために、前記モータ無効装置が、２つのモータ接続接触部間で前記スイッチ要素と直列に接続されている周波数依存型レジスタを含むことが好都合である。こうして、例えば前記制御装置の照会作動中、前記２つのモータ接続接触部の両端に高周波電流を導くことが可能である。前記スイッチ要素が閉である場合、周波数依存型レジスタの型に応じて、前記高周波電流は通過させてもさせなくてもよい。
【００２９】
前記周波数依存型レジスタがコンデンサである場合、前記モータ無効装置の構造は特に簡単になる。コンデンサは高周波電流を導くので、前記スイッチ要素が閉である時、前記２つのモータ接続接触部の両端での電流通過を検出することができる。
【００３０】
好ましくは、前記外科駆動ユニットは温度センサを含む。このことにより、前記駆動ユニットの温度を測定することが可能になる。例えば、この温度は、駆動ユニットが作動される前又は後の前記駆動ユニットの温度とすることができる。作動中の温度を測定し、こうして作動温度プロフィルを作成することも考えられる。
【００３１】
前記モータ識別装置が前記温度センサを含む場合、前記駆動ユニットの構造は特に簡単になる。
【００３２】
前記駆動ユニットから温度データを読み出すことができるようにするために、前記温度センサにより検出される温度データが、前記第１及び第２送受信装置間で非接触式に交換可能であることが好都合である。例えば、前記温度センサには、前記第１送受信装置を直接的に、又は対応する回路を介して間接的に接続することができる。
【００３３】
前記駆動ユニットの作動後に、例えば前記駆動ユニットの作動中の温度プロフィルを記録できるようにするために、前記温度センサが温度データメモリを含むことが有利である。
【００３４】
本発明により更に展開されている外科器具において、前記少なくとも２つの外科駆動ユニットのうちの少なくとも１つが、上述の前記外科駆動ユニットのうちの１つであることが好都合である。その際、前記器具は、前記駆動ユニットの前記有利な実施形態と合わせて記載されている利点を有することになる。
【００３５】
更に、本発明により更に展開されている駆動システムにおいて、前記少なくとも２つの外科駆動ユニットのうちの少なくとも１つが、上述の前記外科駆動ユニットのうちの１つであることが好都合である。このため、前記外科駆動システムは、外科駆動ユニットの前記上述の有利な実施形態と合わせて説明されている利点をも有することになる。
【００３６】
好都合なことに、外科駆動システム内の前記少なくとも２つの外科駆動ユニットは、異なる型のモータを含む。その際、これらの外科駆動ユニットは、上で詳細に記載されているやり方で、特に自動的に、容易に識別することができる。
【００３７】
前記制御装置がモータ制御器として構成される場合、前記駆動システムの構造は、使用者にとって扱いが特に簡単になる。特に、このモータ制御器は、接続線又は接続ケーブルに接続するための対応するインタフェースを含むことができ、接続線又は接続ケーブルは、それらの他端で、駆動ユニット又は前記駆動システムのモータに、特に前記モータ巻線に、接続可能であるか又は接続されている。特に、前記モータ制御器は、所定の電流作動データ及び前記システムのパラメータを表示することのできる表示装置をも含むことができる。
【００３８】
前記制御装置に前記少なくとも２つの駆動ユニットを接続することが可能となるように、接続ケーブル、即ち少なくとも１つの接続ケーブルが設けられることが有利であり、少なくとも１つの接続ケーブルにより前記駆動ユニットが前記制御装置に接続可能である。前記接続ケーブルは、前記駆動ユニット又はモータに永続的に接続することができ、又は、前記駆動ユニット及びモータに着脱できるように接続可能とすることができる。
【００３９】
有利には、前記接続ケーブルは各々、前記接続ケーブルに接続されているか又は接続可能である前記モータに含まれているモータ巻線と同数の線を含むに過ぎない。制御線及び／又はデータ線を設ける必要がないので、前記接続ケーブルの構造はこうして特に簡単になる。当然のことながら、任意で、追加の制御線及び／又はデータ線を設けることができる。
【００４０】
好ましくは、第１照会モードにおいて、前記制御装置に駆動ユニットが接続されているかどうかを検出することが可能であるように、前記駆動システムの前記制御装置が構成される。こうして、前記駆動ユニットの前記実際の作動が開始する前に、例えば前記モータ巻線に電流を供給することにより、前記第１照会モードにおいて前記制御装置に駆動ユニットがそもそも接続されているかどうかを検出することが可能である。ここで、言わば待機モードにおいて、モータが接触されているかどうかを永続的に照会することが可能である。
【００４１】
更に、前記制御装置に駆動ユニットが接続されている時、第２照会モードにおいて、前記第１及び第２送受信装置を用いて、前記メモリ装置に保存されている前記データを読み出して前記制御装置に転送することが可能であるように、前記制御装置が構成されることが有利とすることができる。前記制御器が、前記駆動ユニットの前記照会から、駆動ユニットが接触されていると判断すると、前記第２照会モードにおいて、例えばモータの型が照会され、前記制御装置に転送される。
【００４２】
更に、前記制御装置に駆動ユニットが接続されている時、第３照会モードにおいて、前記モータ無効装置に接続されている前記接続接触部の両端に高周波電流を導くことにより、前記スイッチ要素が開であるか閉であるかを検出することが可能となるように、前記制御装置が構成されることが好都合とすることができる。このようにして、前記モータ無効装置が占めているのが、前記モータが作動することのできる有効位置であるのか、又は、前記モータが作動することのできない無効位置であるのかを判断することができる。前記照会の結果に応じて、前記制御装置は、前記モータ巻線に電流を供給することを明確に許容したりしなかったりすることができる。
【００４３】
前記駆動システムの機能不全を回避するために、前記第３照会モードにおいて前記スイッチ要素が閉であることが検出された場合にのみ前記モータに電流を供給できるように、前記制御装置が構成されることが有利である。例えば、前記スイッチ要素は、前記スイッチ要素の位置、又はその作動要素の位置から、前記モータ無効装置が占めているのが前記無効位置であるのか前記有効位置であるのかを操作者が検出することができるように構成される場合、これによって前記駆動システム及びその駆動ユニットの安全な作動を確実にすることができる。
【００４４】
前記駆動ユニットの前記メモリ装置から簡単な方法でデータを読み出すことを可能にするために、前記駆動ユニットの前記メモリ装置に保存されている前記データが、読み出し可能であり、前記第１及び第２送受信装置を用いて前記制御装置に転送可能となるように、前記制御装置が構成されることが有利である。
【００４５】
更に、前記温度センサにより測定される温度データが、読み出し可能であり、前記第１及び第２送受信装置を用いて前記制御装置に転送可能となるように、前記制御装置が構成されることが好都合とすることができる。このようにして、温度データを読み出して更なる処理用に前記制御装置に転送することが可能である。特に、前記駆動ユニットの作動後に、すぐ前の作動周期中に前記モータの過熱が生じたかどうかを判断することがこうして可能である。必要な場合、前記駆動ユニットの機能不全、場合によって破壊を回避するために、前記駆動ユニットへの電流の更なる供給を停止することができる。
【００４６】
有利には、前記温度データが前記第２照会モードにおいてのみ転送可能となるように、前記制御装置が構成される。このことは、前記駆動ユニットが、好ましくは前記制御装置に接続されているが作動中ではない時、即ちそのモータ巻線に電流が供給されていない時にのみ温度データが転送可能となることを意味する。
【００４７】
前記駆動システムの作動信頼性を増すために、前記制御装置に接続されている駆動ユニットを作動させるための作動パラメータが、前記メモリ装置から読み出される前記データに応じて自動的に設定可能であるように、前記制御装置が構成されることが好都合とすることができる。換言すれば、このことは、例えば、前記駆動ユニットの最大電流、従って最大速度を、前記制御装置に接続されている前記モータに応じて自動的に制限できることを意味する。モータの型に割り当てられるべき前記作動パラメータは、例えば、前記制御装置のメモリに保存することができる。前記駆動ユニットを改変する必要なく、例えば前記制御装置の制御ソフトウェアの新規のプログラムバージョンを用いて特定のモータの作動パラメータを更新することもこうして引き続き可能である。
【００４８】
本発明の好適な実施形態の以下の記載は、図面と合わせて、更に説明するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】外科駆動システムの概観図。
【図２】外科駆動システムの外科器具及び制御装置の模式図。
【図３】モータ識別装置を備えた、駆動ユニットのモータの模式図。
【図４】モータ識別装置を備えた、駆動ユニットのモータの回路図。
【図５】追加のモータ無効装置を備えた、図４と同様の回路図。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
図１は、制御器１２の形態の制御装置と、５つの駆動ユニット１４ａ〜１４ｅと、これも駆動ユニットを形成する２つの剃刀ハンドピース１６ａ及び１６ｂと、更なる駆動ユニットを形成するピストルハンドピース１８と、２つの接続ケーブル２０及び２２と、足踏み制御２４とを含む、全体として参照符号１０で表される外科駆動システムを図式的に示す。
【００５１】
制御器１２は、ハウジング２６内に配置されているタッチスクリーンの形態の平板なスクリーン２８を含む。スクリーン２８の両側には、３つの作動要素３０ａ〜３０ｃ、及び３０ｄ〜３０ｆがそれぞれ配置されている。
【００５２】
スクリーン２８の下には、２つのスイッチ３２ａ及び３２ｂと、任意の接続ケーブル２５を介して足踏み制御２４に接続するための接続ソケット３４と、接続ケーブル２０及び２２に接続するための２つの接続ソケット３６ａ及び３６ｂとが一列に配置されており、駆動ユニットは接続ケーブル２０及び２２により制御器１２に接続することができる。任意で、流体システム用に、外科部位に流体を供給したり、外科部位から流体を排出したりするための、例えば、図示しないハンドピース又はツール上に洗浄チャネル又は吸引チャネルを供給するためでもある接続部３８を設けることもでき、ハンドピース又はツールは、駆動ユニット１４、剃刀ハンドピース１６、又はピストルハンドピース１８に接続可能なものであり、駆動ユニットは、ハンドピース又はツールと共に駆動システム１０の外科器具を形成する。
【００５３】
駆動ユニット１４ａ〜１４ｅは各々、ケーブル結合部４０ａ〜４０ｅを含む。これらのケーブル結合部は、接続ケーブル２０の結合片４４、又は接続ケーブル２２の結合片４６に任意で接続可能である。同様に、２つの剃刀ハンドピース１６ａ及び１６ｂ、ならびにピストルハンドピース１８も各々、ケーブル結合部４０ｆ、４０ｇ、及び４０ｈをそれぞれ含み、ケーブル結合部４０ｆ、４０ｇ、及び４０ｈは、２つの結合片４４又は４６のうちの１つに接続可能である。
【００５４】
駆動ユニット１４ａ〜１４ｅには、それらのそれぞれの他端にハンドピース結合部又はツール結合部４２ａ〜４２ｅが装備されており、ハンドピース結合部又はツール結合部４２ａ〜４２ｅに、図示しないハンドピース、例えばドリルハンドピース、鋸ハンドピース、又は同等のものを結合することができ、これらのハンドピースは、駆動ユニット１４ａ〜１４ｅにより駆動することができる。駆動ユニット１４ａ〜１４ｅには、それらの構成に応じて、例えばドリル又は鋸刃等の図示しないツールを直接装備して外科器具を形成することもできる。
【００５５】
駆動ユニットは、好ましくはセンサレスの構成である。即ち、作動中に駆動ユニットの速度を測定するためのセンサを持たない。駆動システム１０の駆動ユニットは、図１に図式的に示すように、外面的にだけでなく、それらの内部構造に関しても相違している。このことは、駆動ユニット内に据付けるモータを、異なる型とし、例えば最小速度、最大速度、最大電流、及び最大トルク等のそれらの特性について例えば相違させることができるということを意味する。更に、２つの剃刀ハンドピース１６ａ及び１６ｂにおけるように、歯車を一体化することができる。任意で、歯車は、駆動ユニット１４及びピストルハンドピース１８に結合することのできるハンドピースにも一体化することができる。ハンドピース自体には、それらの構成に応じて、外科ツールの形態の異なる器具先端を更に装備することもできる。
【００５６】
更に、剃刀ハンドピース１６ａ及び１６ｂは各々、剃刀結合部４８ａ及び４８ｂをそれぞれ含み、剃刀に接続されて、例えば関節鏡検査で使用される。
【００５７】
接続ケーブル２０及び２２には、制御器に接続するために結合部２１及び２３が設けられており、接続ケーブルは、結合部２１及び２３を介して接続ソケット３６ａ及び３６ｂに接続可能である。
【００５８】
足踏み制御２４は、ワイヤレスデータ送信装置、例えば赤外線又は無線送信システムを介して制御器１２に接続する。
【００５９】
任意で、接続ソケット３４に接続可能な接続ケーブル２５の結合片５０を介した足踏み制御２４の接続も可能である。足踏み制御２４のハウジング５２上に、２つの足踏み作動式スイッチ５４ａ及び５４ｂが配置され、特に、足踏み作動式スイッチ５４ａ及び５４ｂを介して駆動ユニットの反時計回り及び時計回りを制御することができる。
【００６０】
ピストルハンドピース１８には、２つのエンコーダ５６が装備されている。例えば、エンコーダ５６ａは、モータの時計回りを活性化するために設けることができ、エンコーダ５６ｂは、モータの反時計回りを活性化するために設けることができる。
【００６１】
接続ケーブル２０とは異なり、接続ケーブル２２上には操作レバー５８が設けられ、操作者が、操作レバー５８により駆動ユニット１４、剃刀ハンドピース１６、又はピストルハンドピース１８のモータ作動を活性化できるという点で、接続ケーブル２０と２２とは相違している。
【００６２】
図２は、外科器具６０の構造を図式的に示す。外科器具６０は、駆動ユニット１４、例えば駆動ユニット１４ａ〜１４ｅと、結合部６２にその遠位端で接続可能な、例えば図２に示すドリルの形態のツール６４とを含む。
【００６３】
駆動ユニット１４のハウジング６６内にはモータ６８が配置され、モータ６８は３つの接続接触部７０ａ、７０ｂ、及び７０ｃを含み、接続接触部７０ａ、７０ｂ、及び７０ｃは各々、合計３つのモータ巻線７２ａ、７２ｂ、及び７２ｃのうちの２つに接続されている。接続接触部７０ａはモータ巻線７２ｂ及び７２ｃに、接続接触部７０ｂはモータ巻線７２ａ及び７２ｂに、ならびに接続接触部７０ｃはモータ巻線７２ａ及び７２ｃに接続されている。
【００６４】
接続接触部７０ａ、７０ｂ、及び７０ｃは、接続線７４ａ、７４ｂ、及び７４ｃにより、近位端に配置されている結合要素７６に接続されており、より具体的には、その接続接触部７８ａ、７８ｂ、及び７８ｃに接続されている。結合要素７６は、接続ケーブル２０の結合片４４に接続するために、結合片４４に対応するように構築されている。
【００６５】
接続ケーブル２０自体は３芯接続ケーブルである。図２に示す実施形態において、接続ケーブル２０、又は駆動ユニット１４に制御線又はデータ線は設けられていない。
【００６６】
更に、モータ６８にはモータ識別装置８０が一体化されている。モータ識別装置は、アンテナ８４ａの形態の第１送受信装置８２ａを含む。アンテナ８４ａはＲＦＩＤチップ８６の一部であり、ＲＦＩＤチップ８６は更に電子回路８８を含み、電子回路８８は、アンテナ８４ａに、及び、電子データメモリの形態のメモリ装置９０に接続されている。データメモリ９２は、好ましくはＲＯＭメモリであり、ＲＯＭメモリは不揮発性であり書き込み不可である。データメモリ９２には、特に、モータ６８の型、及び／又は駆動ユニット１４の型を特徴づけるデータが保存されている。更に、モータ識別装置８０は任意で、これも回路８８に接続されている温度センサ９４を含むことができる。
【００６７】
アンテナ８４ｂの形態の送受信装置８２ｂは、ただし送受信装置８２ｂはモータ巻線７２ｃにより形成されるものであるが、第１送受信装置８２ａと通信するのに役立つ。このため、アンテナ８４ｂは、接続接触部７０ａ及び７０ｃに導電的に接続されている。
【００６８】
送受信装置８２ａ及び８２ｂは、互いに空間的近傍に配置されているので、最適な誘導結合が確実になる。送受信装置８２ａ及び８２ｂ間の情報交換又はデータ交換は、電磁波９６によって非接触式に行われる。
【００６９】
以下で、駆動システム１０の作動モードを簡単に説明する。制御器１２は、第１照会モードにおいて、駆動ユニット１４が制御器１２に接続されているかどうかを検査し、ここで第１照会モードは待機作動とも称することができる。特に、モータ巻線７２ａ、７２ｂ、又は７２ｃのうちの少なくとも１つが接続ケーブル２０を介して制御器１２に接続されているかどうかに関して検査が行われる。モータ６８が、即ちモータ巻線７２ａ、７２ｂ、又は７２ｃのいずれもが認識されない限りにおいて、照会は継続する。
【００７０】
いったん制御器１２が、制御器１２に接触されているモータ巻線７２ａ、７２ｂ、又は７２ｃを認識すると、第２照会モードにおいて、接続接触部７０ａ及び７０ｃに電流を相応に供給することにより、モータ巻線７２ｃを介して、ＲＦＩＤチップ８６が問い合わせされ、ここでＲＦＩＤチップ８６はトランスポンダとも称することのできるものである。即ち、データメモリ９２に保存されているデータが読み出され、送受信装置８２ａ及び８２ｂの通信により読み出されて制御器１２に転送される。その際、制御器１２では、検出されたモータの型に応じて、保存されている作動情報又はパラメータを、図示しないメモリから読み出して、制御器１２を相応に調整することができる。特に、モータの型の検出後に、駆動ユニット１４の作動を開始することができる。
【００７１】
任意で、駆動ユニット１４には、モータ６８に一体化されるモータ無効装置９８を装備することもできる。モータ無効装置は、自己保有ボタンの形態のスイッチ要素１００を含み、スイッチ要素１００は、ハウジング６６から少なくとも部分的に突出する操作要素１０２を有する。接続接触部７０ａ及び７０ｂ間でスイッチ要素１００と直列に、コンデンサ１０６の形態の周波数依存型レジスタ１０４が接続されている。
【００７２】
駆動ユニット１４のモータ６８は、以下のように無効にすることができる。制御器１２の待機作動（第１照会モード）中、接続接触部７０ａ及び７０ｂの両端に高周波電流をも導くことができる。スイッチ要素１００が閉である場合、接続接触部７０ａ及び７０ｂ間の高周波電流は、その際導電性であるコンデンサ１０６を通過することができる。スイッチ要素１００が開である場合、電流通過は不可能である。こうして、インテリジェントなモータ無効機能を一体化することができる。モータ無効装置９８が、モータ６８に電流が供給されるべきでない無効位置を規定しているのか、又は、モータ６８に電流が供給されるべきである有効位置を規定しているのかに関する、駆動ユニット１４の照会は、第３照会モード中、より具体的には、モータの型に関する照会の前又は後に行うことができる。モータ無効装置９８の検出位置が制御器１２に引き継がれ、検出位置に応じて、速度要件に応じて、例えば足踏み制御２４を介してモータ６８の作動が行われたり行われなかったりする。速度要件がゼロにリセットされると、モータ６８は制動されて停止し、照会モードが上述のやり方で再度活性化される。
【００７３】
温度センサ９４を利用し、制御器１２内に保存されているソフトウェアモデルを用いて、モータ６８内での作動中に達する作動温度を計算することができる。ソフトウェアモデルは特に、環境温度が、特定の値Ｔｕ、例えば２５℃を有し、モータ温度ＴＭが、例えばモータが最初に活性化される前に環境温度Ｔｕに対応してこれも２５℃であるという仮定に基づいている。モータ６８の構造設計が既知であるので、その熱容量も既知である。更に、制御器１２では、作動中に時間ユニットごとにモータ６８に輸送される電流量が既知である。制御器１２に一体化されているコンピュータユニット、いわゆるＤＳＰ制御では、モータ加熱曲線と、残りの段階でモータ冷却曲線とを再現することが可能である。ソフトウェアモデルは、モータ６８とモータ制御器１２とを分離することによりリセットされる。
【００７４】
モータ温度検出の精度は、温度センサ９４により改良することができる。モータ６８がまず活性化される前で、モータ６８と制御器１２とを各々接触させた後に、及び２つの活性化周期の間の残りの段階においても、モータ温度は送受信装置８２ａ及び８２ｂを用いて読み出され、ソフトウェアモデルにより計算されるモータ温度が相応に修正される。こうして、温度センサなしでよりもはるかに厳密にモータ温度を検出するだけでなく、最初の活性化前のモータ６８の、許容できない更なる活性化を、制御器１２によって適切に無効にすることで既に防止することも可能である。モータ６８は、その時点で既に過熱しているものである。任意で、温度検出タスクを更なるＲＦＩＤチップにより引き受けることもできよう。更なるＲＦＩＤチップは、モータ６８又は駆動ユニット１４に一体化することができよう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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