(57)【要約】  歯根管の歯内治療に用いる歯科用ハンドピースは、（ｉ）歯内治療用ファイルを取着及び保持するチャックと、（ｉｉ）前記歯内治療用ファイルを駆動する、シャフトを有する電気モーターと、（ｉｉｉ）前記モーターを制御する制御ユニットであって、入力データストリームを受け取る、制御ユニットとを備え、前記制御ユニットは、前記入力データストリームを監視している間、前記電気モーターによって吸収された電流を判定し、第１の方向と前記第１の方向とは逆の第２の方向との間で前記ファイルが１Ｈｚ〜２０Ｈｚの周波数で回転方向を交互に繰り返すように、前記モーターを制御し、それによって、前記制御ユニットは、前記監視されたデータが前記第１の方向への回転時に所定のトルク閾値条件を満たすと、前記ファイルが前記第２の方向に連続回転するように、前記電気モーターを制御することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯根管の歯内治療に用いる歯科用ハンドピースであって、
（ｉ）歯内治療用ファイルを取着及び保持するチャックと、
（ｉｉ）前記歯内治療用ファイルを駆動する、シャフトを有する電気モーターと、
（ｉｉｉ）前記モーターを制御する制御ユニットであって、入力データストリームを受け取る、制御ユニットとを備え、
前記制御ユニットは、前記入力データストリームを監視している間、前記電気モーターによって吸収された前記電流を判定し、第１の方向と前記第１の方向とは逆の第２の方向との間で前記ファイルが１Ｈｚ〜２０Ｈｚの周波数で回転方向を交互に繰り返すように、前記モーターを制御し、それによって、前記制御ユニットは、前記監視されたデータが前記第１の方向への回転時に所定のトルク閾値条件を満たすと、前記ファイルが前記第２の方向に連続回転するように、前記電気モーターを制御することを特徴とする、歯科用ハンドピース。
【請求項２】
前記制御ユニットは、前記連続回転を停止させる及び／又は前記歯内治療用ファイルの回転を交代させるフットペダルに接続される、請求項１に記載の歯科用ハンドピース。
【請求項３】
前記電気モーターは、ブラシレス電気モーターである、請求項１又は２に記載の歯科用ハンドピース。
【請求項４】
前記第１の方向の前記回転は、複数のホールセンサーによって判定される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の歯科用ハンドピース。
【請求項５】
前記ホールセンサーは、前記シャフトの位置、回転方向、及び／又は、前記第１の方向及び前記第２の方向の回転速度に関する入力データストリームを前記制御ユニットに提供する、請求項４に記載の歯科用ハンドピース。
【請求項６】
前記モーターによって吸収された前記電流を抵抗器に通すとともに、前記降下電圧を判定することによって、トルクが判定される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の歯科用ハンドピース。
【請求項７】
前記制御ユニットは、前記所定のトルク閾値条件を判定するために、前記電気モーターによって吸収された前記電流、及び、前記歯内治療用ファイルの１つ又は複数のパラメーターを用いる、請求項１〜６のいずれか１項に記載の歯科用ハンドピース。
【請求項８】
前記歯内治療用ファイルの前記パラメーターは、前記ユーザーによって入力若しくは変更されるか、又は記憶媒体から読み出される、請求項７に記載の歯科用ハンドピース。
【請求項９】
前記制御ユニットは、前記監視されたデータが、前記第１の方向への回転時に所定のトルク閾値警報状態を満たすと聴覚的な警報音を出す、請求項１〜８のいずれか１項に記載の歯科用ハンドピース。
【請求項１０】
前記制御ユニットは、前記歯根管内における前記ファイル先端の位置を監視する、請求項１〜９のいずれか１項に記載の歯科用ハンドピース。
【請求項１１】
前記ユーザーは、前記第１の方向への回転時の所定のトルク閾値条件に基づいて、前記制御ユニットが前記電気モーターを制御することを中止させることができる、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の歯科用ハンドピース。
【請求項１２】
前記所定のトルク閾値条件は、０．５Ｎｃｍ〜１５Ｎｃｍの範囲の最大トルクを有する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の歯科用ハンドピース。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の歯科用ハンドピースと、歯内治療用ファイルとを含む、部品キット。
【請求項１４】
前記第１の方向は、前記歯内治療用ファイルの切削方向である、請求項１３に記載の部品キット。
【請求項１５】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の歯科用ハンドピースの前記電気モーターを制御する方法であって、
（ｉ）請求項１〜１２のいずれか１項に記載の歯科用ハンドピースを準備することと、
（ｉｉ）前記入力データを制御ユニットによって監視することと、
（ｉｉｉ）第１の方向と第２の方向との間で前記ファイルが１Ｈｚ〜２０Ｈｚの周波数で回転方向を交互に繰り返すように、前記モーターを制御することと、
（ｉｉ）前記監視されたデータが前記第１の方向への回転時に所定のトルク閾値条件を満たすと、前記ファイルが前記第２の方向に連続回転するように、前記電気モーターを制御することとを特徴とする、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯根管の歯内治療に用いる歯科用ハンドピースに関する。本発明はまた、歯科用ハンドピースと歯内治療用ファイルとを含む部品キットに関する。最後に、本発明は、歯科用ハンドピースの電気モーターを制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯根管の歯内治療は、歯の任意の軟組織を取り除き、歯根管を整形し、その後、歯根管を適した充填材で塞ぐことによる、歯根管の形成を含む。通常、処置は、一連のバー及びダイヤモンド切削工具によって歯冠に穴をあけることからなる。歯冠にアクセスしたら、歯内治療器具によって歯髄を除去し、歯根管スペースを空にする。次に、このスペースを消毒する。その後、歯根管スペースをガッタパーチャ等の不活性材で充填し、次に、歯冠を修復する。修復は、本来の歯冠を金属又は陶材から作製されたクラウンに置き換えることを伴い得る。
【０００３】
歯根管の小さな寸法に起因して、ファイル及びリーマー等の歯内治療器具は一般に、サイズが小さい必要があり、また、象牙質を切削するために硬材から作製される必要がある。これらの制約、及び歯内治療器具の材料の弾性限界の観点から、治療中における歯内治療器具の不具合の危険性がある。
【０００４】
歯科用ハンドピースによって駆動される回転式歯内治療用ファイルを使用することによる、歯根管の形成が知られている。歯科用ハンドピースは、歯内治療用ファイルを歯根冠内で破損させるほど高いトルクを歯内治療用ファイルに加えることが可能である。このような壊滅的な場合では、歯内治療用ファイルの一部が歯根管内に残留する。その結果、時間消費的な更なる治療ステップが必要とされ、これらの治療ステップは患者にとって不快であるか、又は、治療される歯を抜く必要さえある場合がある。
【０００５】
従来技術から、処置中に回転式歯内治療用ファイルが歯根管内で破損することを回避する数多くの措置が知られている。
【０００６】
一般に、そのような措置により歯根管の形成が複雑化し、それゆえ、そのような措置は歯内治療に関して望ましいものとみなすことができない。
【０００７】
具体的には、一組のファイルを含む歯内治療用ファイルシステムが、例えば「クラウンダウン」技法又は「ステップバック」技法において連続して使用される。「クラウンダウン」技法では、歯根管の内面の全長にもファイル面の長さにも沿わずに、歯冠から根尖まで象牙質を切削するために、より大きいテーパーを有する器具の後に、より小さいテーパーを有する器具を使用する。
【０００８】
したがって、回転式歯内治療用ファイルを使用することでは、処置中にファイルが歯根管内で破損するという高い危険性を甘受することなく単一の回転式歯内治療用ファイルにより歯根管全体を形成することは不可能である。
【０００９】
回転式歯内治療用ファイルを使用することによる、歯根管の歯内治療の代替として、第１の方向と第１の方向とは反対の第２の方向との間で（往復する）１Ｈｚ〜２０Ｈｚの周波数で回転式歯内治療用ファイルの回転方向を交互に繰り返す歯科用ハンドピースが提案された。第１の方向は、歯内治療用ファイルの切削方向とすることができ、その場合、回転弧は、第１の方向とは反対の第２の方向の回転弧よりも大きい。
【００１０】
歯内治療用ファイルが周期的に回転方向を変更するものとすると、歯内治療用ファイルが歯根管内で動かなくなっている間、歯科用ハンドピースが歯内治療用ファイルの弾性限界ほどのトルクをかけなければ、ファイルが歯根管内で破損する危険性が減る。
【００１１】
一方、歯内治療用ファイルが、通常は切削方向である第１の方向への回転中に歯根管内で動かなくなる場合であっても、逆方向へのその後の回転により、歯内治療における歯根管の形成を中断しないようにファイルを解放させることは可能である。
【００１２】
本出願人の特許文献１は、単一ファイルを往復運動モードで使用することによって、歯根管の形成を可能にする歯科用ハンドピースを開示している。
【００１３】
しかしながら、往復運動モードで動作する歯根管器具は、その全長を切削するか、又は、少なくとも、連続回転モード又は歯内治療「クラウンダウン」技法又は「ステップバック」技法で動作する場合よりも多くのブレード又は大きな表面積を切削するため、往復式歯内治療用ファイルを使用したときに、特に長く幅狭の歯根管内でより高いトルク負荷が加えられねばならない。
【００１４】
したがって、歯内治療用ファイルが往復回転する場合、以下の理由から歯内治療用ファイルが歯根管内で動かなくなる可能性がある。
【００１５】
実際、歯科用ハンドピースは、許容可能なサイズ及び重量に関して歯科用ハンドピースにかかる制約に起因して、所与の大きさの最大トルクを提供する。切削方向である第１の方向への最大トルクが歯内治療用ファイルに加えられる場合、歯内治療用ファイルは、最大トルクにより歯根管の壁に入り込んで作業し、その後、停止する。摺動摩擦係数μｓが運動摩擦係数μｋよりも小さい場合、ハンドピースの最大トルクは、回転方向が変わるときに歯内治療用ファイルを解放するのに十分ではないであろう。したがって、歯内治療用ファイルは、その往復回転にもかかわらず、歯根管内で動かなくなる可能性がある。
【００１６】
この課題に対処するために、歯内治療器具に加えられるトルクを制限することが提案された。このために、歯内治療器具に加えられるトルクを制限するトルク閾値を導入すべきであることが提案された。しかしながら、往復式歯内治療用ファイルを有するトルク制御は、複雑な課題である。連続回転モードで駆動される回転式歯内治療用ファイルを用いる状況とは異なり、往復運動モードで動作する歯内治療用ファイルに加えられるトルクは、回転の全シーケンスを通して電気モーターによって吸収される電流に比例しない。回転方向の時間依存的な交互の繰り返しは、電気モーターによって吸収される電流への時間依存的な影響を引き起こす。例えば、歯内治療用ファイルの加速及び減速に起因する影響、時間間隔に対する平均化の可能性の制限、測定中の反応時間、又は磁化の反転に起因する影響により、歯内治療用ファイルの状態を示す実際のトルクを引き出すのに用いることができない誤データが提供される。
【００１７】
特許文献２は、モーターと、このモーターによって駆動される切削工具と、一方の方向及び逆方向のそれぞれへの器具の予め設定された回転周期に従ってモーターを自動的かつ周期的に反転させる制御手段とを備える、歯根管を形成する歯科用ハンドピースを開示している。器具に加えられた負荷トルクを検出する手段もまた、連続回転時に作動することができ、そのため、負荷トルク検出手段によって検出されるトルクが連続回転時に予め設定された基準値に達すると、制御手段はモーターを反転させる。
【００１８】
特許文献２によれば、工具に加えられた負荷トルクが予め設定された基準トルクに達したときにモーターの反転を行うことの他に、ハンドピースは、工具に加えられた負荷トルクの検出を利用せずに、異なる制御処置を用いることができる。そのような処置では、トルク検出手段を停止させた後、モーター、したがって工具が、２つの方向のそれぞれへの予め設定された回転周期ＴＦ及びＴＲにより往復式に動作する。したがって、特許文献２は、トルク制御が工具の往復運動中に行われる方法を開示していない。特許文献２は、Ｆ＋Ｒ制御中に負荷トルクも速度も検出されないことを明記している。特許文献２は、速度に関して、モーターが非常に速いペースで反転されることを認める。それによって、モーターが常に過渡状態にあり、その際の動作構成は、標準構成をはるかに超え、そのため有意とはみなされないことを認めている。その上、Ｆ＋Ｒ動作では、工具はいかなるトーションも受けないものとみなされている。その理由は、動きの反転が十分に行われた後で、同じ工具が歯根管内で動かなくなることがあると想定されるからである。
【００１９】
しかしながら、特許文献２によりなされた想定は、特許文献２によれば、往復運動にもかかわらず工具の不具合が生じることから、正しくない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１００１３３６４４号
【特許文献２】米国特許出願公開第２００２／００６４７５６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
したがって、本発明の課題は、単一の往復式歯内治療用ファイルを使用することによって歯根管を形成するのに用いることができると同時に、コンパクトかつ軽量にすることができ、また、歯内治療用ファイルが歯根管内で動かなくなるか又は破損する危険性を最小限に抑える、歯根管の歯内治療のための歯科用ハンドピースを提供することである。
【００２２】
さらに、本発明の更なる課題は、歯科用ハンドピースと、適した往復式歯内治療用ファイルとを含む部品キットを提供することである。
【００２３】
最後に、本発明の一課題は、往復式歯内治療用ファイルが歯根管内で動かなくなる危険性を最小限に抑えると同時に、歯科用ハンドピースを軽量かつコンパクトにすることができるように、歯科用ハンドピースを制御する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
この課題は、特許請求の範囲に従った本発明により解決される。本発明は、歯根管の歯内治療に用いる歯科用ハンドピースを提供する。本歯科用ハンドピースは、
（ｉ）歯内治療用ファイルを取着及び保持するチャックと、
（ｉｉ）前記歯内治療用ファイルを駆動する、シャフトを有する電気モーターと、
（ｉｉｉ）前記モーターを制御する制御ユニットであって、入力データストリームを受け取る、制御ユニットとを備え、
前記制御ユニットは、前記入力データストリームを監視している間、前記電気モーターによって吸収された前記電流を判定し、第１の方向と該第１の方向とは逆の第２の方向との間で前記ファイルが１Ｈｚ〜２０Ｈｚの周波数で回転方向を交互に繰り返すように、前記モーターを制御し、それによって、前記制御ユニットは、前記監視されたデータが前記第１の方向への回転時に所定のトルク閾値条件を満たすと、前記ファイルが前記第２の方向に連続回転するように、前記電気モーターを制御することを特徴とする。
【００２５】
さらに、本発明は、歯根管の歯内治療に用いる歯科用ハンドピースと、歯内治療用ファイルとを含む部品キットを提供する。
【００２６】
最後に、本発明は、歯科用ハンドピースの前記電気モーターを制御する方法を提供する。本方法は、
（ｉ）本発明による歯科用ハンドピースを準備することと、
（ｉｉ）前記入力データを制御ユニットによって監視することと、
（ｉｉｉ）第１の方向と第２の方向との間で前記ファイルが１Ｈｚ〜２０Ｈｚの周波数で回転方向を交互に繰り返すように、前記モーターを制御することと、
（ｉｖ）前記監視されたデータが前記第１の方向への回転時に所定のトルク閾値条件を満たすと、前記ファイルが前記第２の方向に連続回転するように、前記モーターを制御することとを特徴とする。
【００２７】
本発明は、第１の方向とは逆の回転方向のトルク制御が必要ではなく、歯内治療の成功に不利になることさえあるという認識に基づいている。むしろ、摺動摩擦と運動摩擦との差の観点から、最大でも、摺動摩擦係数μｓと運動摩擦係数μｋとの比によって修正される、歯科用ハンドピースにより提供される最大トルクほどであるとともに歯内治療用ファイルの弾性限界よりも小さいものとするべき特定のトルク閾値によって、第１の方向への回転時に往復式歯内治療用ファイルに加えられるトルクが制限されるのであれば、第１の方向とは逆の回転の第２の方向にハンドピースの最大トルクを加えることが許容される。
【００２８】
したがって、本発明は、第１の方向にトルク閾値を選択的に加え、第１の方向への回転時にこのトルク閾値を達成するために歯根管の形成を監視し、その後、トルク閾値を加えることなく第２の方向への歯内工具の回転を行うか、又は、清掃のために歯内治療用ファイルを歯根管から動かすようにトルク閾値を増加させる場合に、歯内治療用ファイルの壊滅的な不具合を回避することができるという概念に基づいている。
【００２９】
本発明によれば、トルク制御は、コンパクトかつ軽量である歯科用ハンドピースの限定リソースを往復式歯内治療に適合させ、その場合、特定の往復回転運動に起因して、歯内治療用ファイルの壊滅的な不具合が回避され、トルク制御が切削方向とは逆の回転の方向に更なるトルクを常に提供するため、歯根管内で一時的に動かなくなったときに歯内治療用ファイルを効率的に解放することができる。
【００３０】
本発明はまた、以下の更なる利益を提供する：
ファイルの溝が破片で詰まった場合にもトルクが増加するため、溝が詰まった場合にトルク閾値条件に達する可能性が増大する。
したがって、溝内に残留する破片が少なくなり、そのため、象牙質細管内に破片が押し込まれることによる感染の可能性が減る。フィードバックが、本発明の歯科用ハンドピースにかかる応力の増加を示すとともに、より多くのスペースを形成するために歯根管壁をブラシがけする必要性を示すことで、歯科用ハンドピースにかかる応力が減る。
開業医は、ファイルの誤適用に関するフィードバック、ファイルの溝を清掃すべきこと、及び歯根管をブラシがけすべきこと、を受け取る。このことは、臨床医がファイルを正しく使用する／ファイルの誤使用を回避するのに役立つ。
機械的な部分、例えば、コントラアングル及びそのギヤが保護され、結果として耐用年数がより長くなる。
ハンドピースは重量がより軽くなる。
電源がより小型になり、その費用及び重量が減る。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】歯内処置を行うシステムを示す。
【図２】コードレスハンドピースの立面図である。
【図３】歯内治療用ファイルに加えられたトルクに関する情報を引き出すことができる、往復式歯内治療中に測定された生データを示す。
【図４】本発明のハンドピースを用いる例示的な歯内処置のブロック図である。
【図５】往復運動時の、時間の関数としての、電気モーターによって消費された電流に関する、制御ユニットが受け取った入力データストリームの曲線と、ソフトウェアによって設定されたトルク閾値の曲線とを示す。
【図６】往復運動時の、器具の速度の曲線及び器具に加えられるトルクの曲線、並びに、ソフトウェアによって設定されたトルク閾値の曲線を示す。
【図７】往復運動時の、器具の速度の更なる曲線及び器具に加えられるトルクの更なる曲線、並びに、ソフトウェアによって設定されたトルク閾値の更なる曲線を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本開示の目的から、第１の回転方向は、往復式歯内治療用ファイルの切削方向とすることができ、この方向において、回転は、逆方向における回転よりも長く続き、すなわちより大きい角度を動く。第２の方向は、歯内治療用ファイルが解放される、及び／又は歯根管から外れる方向である。
【００３３】
本発明による、歯根管の歯内治療に用いる歯科用ハンドピースが、
（ｉ）歯内治療用ファイルを取着及び保持するチャックと、
（ｉｉ）歯内治療用ファイルを駆動する、シャフトを有する電気モーターと、
（ｉｉｉ）モーターを制御する制御ユニットであって、入力データストリームを受け取る制御ユニットとを備える。
【００３４】
図１に示されているように、歯科用ハンドピース１０が制御ユニット２０を備える。歯内治療工具すなわちファイル１６が、自身の長手方向軸回りの回転のために、ハンドピースヘッド１８のチャック１７内にしっかりと保持される。ファイル１６は、有用な設計の任意の歯内治療工具とすることができる。ヘッド１８は、ファイル１６を回転させるのに必要なドライブトレイン及びギヤを提供する、従来のコントラアングル１９の一体部材である。電気モーター１２は、通常、相補的なねじ体部品によってコントラアングル１９に締結され、コントラアングル１９のドライブトレインと係合してファイル１６を回転させる。電気モーター１２は、マイクロプロセッサユニットを有することが一般的である制御ユニット２０に制御ケーブル１５によって接続される。制御ユニット２０は、選択された歯内治療タイプのファイルの回転速度、回転トルク及び回転方向等のモーターパラメーターを電子制御及びプログラムすることが可能である。
【００３５】
制御ユニット２０は、歯内治療用ファイル１６の回転レジームすなわち回転方法を設定する手段を提供するソフトウェアを有する。設定は、ディスプレイ上に表示することができることが好ましい。さらに、マイクロプロセッサが、前進運動及び後退運動の間の時間の設定を可能にするキー（２２ａ、２２ｂ）を提供することができることが好ましい。さらに、マイクロプロセッサは、設定の変更、無効化及び有効化を可能にするキーを提供するユーザーインターフェースに接続することができる。
【００３６】
好ましい実施形態によれば、制御ユニットは、連続回転を停止する及び／又は歯内治療用ファイルの回転を交代させる（alternating）フットペダル（図示せず）又は手動スイッチ（図２）に接続される。
【００３７】
歯内治療用ファイル１６は、近位端と、遠位端と、間に螺旋状ランドを有する少なくとも３つの離間したねじれ溝とを有する細長いテーパー状金属ファイル部分を含むように構成されていることが好ましい。遠位端部は、選択された仕上げ歯根管根尖に合うように寸法決め及び構成されており、テーパー状部分は、所望の仕上げ歯根管形態を提供するように構成されている。
【００３８】
本発明はまた、本発明による歯科用ハンドピースと、歯内治療用ファイルとを含む部品キットを提供する。
【００３９】
図２に示されているように、歯科用ハンドピースはコードレスとすることができる。これに応じて、制御ユニットは、歯科用ハンドピースの内部に組み込むことができる。代替的には、制御ユニットは、無線接続によって歯科用ハンドピースに接続してもよい。制御ユニットが無線接続によって歯科用ハンドピースに接続される場合、制御ユニットには、図１に示されている歯科用ハンドピースの場合におけるようにフットペダルを設けることができる。
【００４０】
好ましい実施形態によれば、電気モーターはブラシレス電気モーターである。電気モーターは、直流（ＤＣ）電気によって給電されるとともに電子通信システムを有することが好ましい。好ましい実施形態によれば、連続回転動作中、電流対トルクの関係及び周波数対速度の関係は線形である。特に、電気モーターはステッパーモーターとすることができる。本発明の好ましい実施形態によるブラシレス電気モーターは、重量あたりのトルクがより大きいこと、ワットあたりのトルクがより大きいこと（効率の増大）、確実性が高まっていること、雑音が低減していること、耐用年数がより長いこと（ブラシ及び整流器の腐食がない）、整流器からの電離スパークが排除されること、及び、電磁干渉（ＥＭＩ）が全体的に減少することを含む、ブラシ付きＤＣモーターに勝る利点を提供する。
【００４１】
好ましい実施形態によれば、第１の方向及び第２の方向への回転は、複数のホールセンサーによって決定される。ホールセンサーは、シャフトの位置、回転方向、及び／又は第１の方向及び第２の方向への回転速度に関する入力データストリームを制御ユニットに提供することが好ましい。
【００４２】
更なる好ましい実施形態によれば、トルクは、モーターによって吸収された電流を抵抗器に通すとともに降下電圧を判定することによって決定される。さらに、制御ユニットは、所定のトルク閾値条件を判定するために、電気モーターによって吸収された電流、及び歯内治療用ファイルの１つ又は複数のパラメーターを使用することができる。歯内治療用ファイルのパラメーターは、ユーザーが入力若しくは変更することができるか、又は、記憶媒体から読み出すことができる。
【００４３】
図３は、往復式歯根管形成中に歯内治療用ファイルに加えられたトルクに関するデータを示す。負のトルク値は、第１の方向に回転中のトルクを示す。正のトルク値は、第２の方向に回転中のトルクを示す。トルクは、この例では約−４Ｎｃｍ〜約＋１Ｎｃｍまで様々である。
【００４４】
本発明による、歯根管の歯内処置に用いる歯科用ハンドピースは、入力データストリームを監視している間、制御ユニットが、電気モーターによって吸収された電流を判定し、第１の方向と第１の方向とは逆の第２の方向との間でファイルが１Ｈｚ〜２０Ｈｚの周波数で回転方向を交互に繰り返すように、モーターを制御することを特徴とする。
【００４５】
交互回転時の動作の好ましいレジームは、第１の方向への回転が第１の方向とは逆の第２の方向への回転を上回り、そのため、ファイル１６が第１の方向及び第２の方向の一連の動きにより回転し、また、歯根管の清掃が一連のサイクルによって行われるように一サイクルの回転を完了させる。第１の方向への回転は、好ましくは４５度〜３６０度、より好ましくは６０度〜２７０度の範囲の回転である。第２の方向への回転は、第１の方向への回転よりも小さい角度の回転であることが好ましく、３０度〜２７０度、好ましくは４５度〜１８０度の範囲にあるように制御される。
【００４６】
本発明による、歯根管の歯内治療に用いる歯科用ハンドピースは、第１の方向への回転時に、監視されたデータが所定のトルク閾値条件を満たすとファイルが第２の方向に連続回転するように、制御ユニットが電気モーターを制御することを更に特徴とする。
【００４７】
図４は、制御ユニットが電気モーターを制御するソフトウェアのブロック図を示す。これに従って、ソフトウェアは、起動すると、歯内治療用ファイルが往復運動で駆動されているか否かに関して判定する。肯定されると、ソフトウェアは、回転弧が第２の方向にあるか否かに関して判定する。肯定されると、ソフトウェアは、トルク制御を停止し、サイクルを終了させる。しかしながら、ソフトウェアが、回転が第１の方向にあると判定した場合、トルク閾値が加えられる。ソフトウェアは、ソフトェアにプログラムされた一定値に基づいてトルク閾値を判定することができる。代替的には、ソフトウェアは、メモリロケーションからトルク閾値の値を読み出してもよく、このメモリロケーションは、ユーザーの入力によって変更されるか、又は、データベースの一部を形成するか、又は、歯根管内における歯内治療用ファイルの位置によって確定される。任意選択的には、ソフトウェアは、更なるパラメーターを考慮に入れることによってトルク閾値の値を適合させてもよい。トルク閾値が設定されると、トルク制御が作動し、ソフトウェアがサイクルを終了させる。サイクルの終了後、ソフトウェアは、ファイルの動きが往復運動であるか否かに関して確認することからやり直すことができる。
【００４８】
ソフトウェアは、テーブルからトルク閾値の値を引き出し、歯内治療用ファイルのタイプ、特定の歯内治療用ファイルの耐用年数、及び任意選択的に、ユーザーが行う更なる入力等の更なるパラメーターに基づいてトルク閾値を適合させることが好ましい。
【００４９】
図５によって示されているように、電気モーターによって消費された電流の読取り値は、反転を行うのに必要とされる電流によりモーターが方向状態を反転させるごとに、ピークを示す。そのようなピークは、有効なトルク読取り値とみなすことができない。ピークは、第２の方向への回転時にトルク閾値を最大限に設定することによって無視される。第１の方向への回転時に、閾値が所望レベルで加えられる。制御ユニットが受け取り、第１の方向への歯内治療用ファイルに加えられるトルクに相当する入力データストリームの読取り値が、所定の値に達すると、制御ユニットは、ファイルが第２の方向に連続回転するように電気モーターを制御する。
【００５０】
図６及び図７によって示されているように、第１の方向への回転時に入力データストリームから引き出された実測トルク最大値は、第２の方向への回転時に入力データストリームから引き出された実測トルク最大値よりも著しく小さい。また、第１の方向への回転時に入力データストリームから引き出された実測最大回転速度は、第２の方向への回転時に入力データストリームから引き出された実測最大回転速度よりも著しく低い。この違いは、測定アーチファクトに部分的に起因する。そのような測定アーチファクトが往復運動の制御に基づいて生じる場合、第２の方向への回転時に受け取った入力データストリームに基づいてトルク閾値が往復運動を早まって終了させるため、歯内治療の効率を最適化することができない。したがって、本発明によれば、工具の、回転方向に関する状態を、確実に判定できることが非常に重要である。これは、特許文献２によって開示されているように、モーターの往復動作のＰＷＭ信号によって制御される上側レッグと、負荷トルク検出手段のフィードバック信号が得られる低値抵抗器を介して接地される下側レッグとを備えるＭＯＳＦＥＴブリッジを使用することでは不可能である。
【００５１】
本発明によれば、往復運動モードにおいて加えられるトルクは、加えられるトルクが以下の式：
Ｔ＝Ｔｍａｘμｓ／μｋ
によって定義される第１の閾値（Ｔ）を超えないように測定及び制御される。この場合、Ｔｍａｘは、より低いものであろうと、ハンドピースの考えられ得る最大トルクレベルであるか又は臨床的なトルク最大値であり、μｓ／μｋは、摺動トルク係数と運動トルク係数との比である。具体的には、所定のトルク閾値条件は、０．５Ｎｃｍ〜１５Ｎｃｍの範囲の最大トルクを有する。所定のトルク閾値条件は、２Ｎｃｍ〜１０Ｎｃｍの範囲の最大トルクを有することがより好ましく、３Ｎｃｍ〜６Ｎｃｍの範囲の最大トルクを有することが更により好ましい。したがって、電気モーターは、摺動摩擦係数μｓが運動摩擦係数μｋよりも小さいにもかかわらず、歯根管内で一時的に動かなくなるファイルを解放するのに十分なトルクを有する。
【００５２】
第１の方向への回転時に、監視されたデータが所定のトルク閾値警報条件を満たすと、回転変更によって、制御ユニットは視覚的及び／又は聴覚的な警報、及び／又はハンドピースの振動としてユーザーフィードバックを出すことが好ましい。代替的又は付加的には、ユーザーは、制御ユニットが第１の方向への回転時に所定のトルク閾値条件に基づいて電気モーターを制御することを中止させることができる。代替的又は付加的には、制御ユニットは、歯根管内におけるファイル先端の位置を監視することができる。さらに、ユーザーによって、いかなる機能も停止させるか又はトルク閾値を増減させることができる。
【００５３】
制御ユニットは、ファイルが歯根管から解放され、破片が歯根管から除去されるように、ファイルを第２の方向に連続回転するように電気モーターを制御した後、以下の異なる代替方法：
ａ．規定されたトルク閾値を超える場合、
ｉ．（フットペダルを解放及び押圧することによる再始動を）停止し、
ｉｉ．及び／又は、往復運動モードで自動的に再始動すること
ｂ．規定された回転角度又は回転時間を超える場合、
ｉ．（フットペダルを解放及び押圧することによる再始動を）停止し、
ｉｉ．及び／又は、往復運動モードで自動的に再始動すること
に従って、続行することができる。
【００５４】
本発明はまた、本発明の前記歯科用ハンドピースの前記電気モーターを制御する方法を提供する。本方法は、
（ｉ）歯科用ハンドピースを準備することと、
（ｉｉ）前記入力データを制御ユニットによって監視することと、
（ｉｉｉ）第１の方向と第２の方向との間で前記ファイルが１Ｈｚ〜２０Ｈｚの周波数で回転方向を交互に繰り返すように、前記モーターを制御することと、
（ｉｖ）前記監視されたデータが前記第１の方向への回転時に所定のトルク閾値条件を満たすと、前記ファイルが前記第２の方向に連続回転するように、前記モーターを制御することとを特徴とする。
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図３】
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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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