(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外科用器具（Ｗ）を駆動する電気モータ（Ｍ）を開および／または閉ループで制御するモータ制御ユニット（ＭＳ）を備える、外科用モータシステムの駆動制御装置であって、
パラメータ指定装置（ＰＶ）を備えることを特徴とし、前記パラメータ指定装置（ＰＶ）は、前記モータ制御ユニット（ＭＳ）の上流に配置され、前記外科用モータシステムの前記電気モータ（Ｍ）の検出された状態または状態履歴に基づいて、前記外科用器具（Ｗ）の複数の医療用途の中から現在の医療用途を決定し、前記現在の医療用途に適した制御モードを選択し、前記電気モータ（Ｍ）の開もしくは閉ループ制御プロフィールを選択された前記制御モードに対応させるための開または閉ループパラメータを前記モータ制御ユニット（ＭＳ）に与える、駆動制御装置。
【請求項２】
前記パラメータ指定装置（ＰＶ）は、それぞれの医療用途に提供され、かつ、割り当てられている複数の制御モードから、前記制御モードを選択することを特徴とする、請求項１に記載の駆動制御装置。
【請求項３】
前記パラメータ指定装置（ＰＶ）は、使用される前記外科用器具（Ｗ）に応じて、前記外科用器具に関連して制御モードを選択することを特徴とする、請求項１または２に記載の駆動制御装置。
【請求項４】
前記電気モータ（Ｍ）の所定のトルク／回転数特性が、各制御モードに割り当てられていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の駆動制御装置。
【請求項５】
前記パラメータ指定装置（ＰＶ）は、前記電気モータ（Ｍ）のモータ電流（Ｉ）およびモータ電圧（Ｕ）のそれぞれの瞬時値を検出することによって、前記外科用モータシステムの前記各状態を決定することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の駆動制御装置。
【請求項６】
前記パラメータ指定装置（ＰＶ）は、前記電気モータ（Ｍ）のモータ電流（Ｉ）およびモータ電圧（Ｕ）の検出された前記瞬時値を積分することによって、前記電気モータ（Ｍ）の温度（Ｔ）を決定することを特徴とする、請求項５に記載の駆動制御装置。
【請求項７】
少なくとも１つの制御モードは前記電気モータ（Ｍ）の回転数の調節を行い、少なくとも１つの制御モードは前記電気モータ（Ｍ）の回転数の調節を行わないことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の駆動制御装置。
【請求項８】
前記電気モータのロータ位置を決定するためのロータ位置決定手段をさらに備えており、
前記電気モータの前記ロータの前記位置を決定するために、モータ巻線のうちの少なくとも１つについて、所定時間の間、エネルギー供給が遮断されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の駆動制御装置。
【請求項９】
外科用器具（Ｗ）を駆動するための電気モータ（Ｍ）であって、器具アダプタまたはハンドピースを介在させることによって、前記外科用器具（Ｗ）が直接的または間接的に着脱可能に連結されることができる前記電気モータ（Ｍ）と、
請求項１〜８のうちのいずれか一項に記載の駆動制御装置と、
を備える外科用モータシステム。
【請求項１０】
前記電気モータ（Ｍ）の実回転数を検出するための回転数検出手段としてのホールセンサ、および／またはハンドピース識別手段もしくは器具識別手段を設けることをさらに特徴とする、請求項９に記載の外科用モータシステム。
【請求項１１】
外科用器具（Ｗ）を駆動する電気モータ（Ｍ）を備える外科用モータシステムの作動方法であって、
前記外科用モータシステムが、
前記外科用モータシステムの前記電気モータ（Ｍ）の状態および／または状態履歴を検出するステップと、
前記検出された状態または状態履歴に基づいて、前記外科用器具（Ｗ）の複数の医療用途の中から前記外科用器具（Ｗ）の現在の医療用途を決定するステップと、
決定された前記現在の医療用途に基づいて、制御モードを選択するステップと、
前記電気モータ（Ｍ）の開または閉ループ制御プロフィールを選択された前記制御モードに対応させるために開または閉ループパラメータを調整するステップと、
を実行することを特徴とする、前記外科用モータシステムの作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外科用器具を駆動する電気モータを開および／または閉ループで制御するためのモータ制御ユニットを備えた、請求項１のプレアンブルに記載の外科用モータシステムのための駆動制御装置に関する。本発明のさらなる態様は、モータシステム自体に関する。
【０００２】
さらに本発明は、外科用器具が、モータ制御ユニットを用いて開および／または閉ループで制御される電気モータによって駆動される、請求項１１のプレアンブルに記載の外科用モータシステムを実行する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
一般的な種類の外科用モータシステムが数多く様々知られており、特にドリルおよびフライス盤またはのこぎりの形態の器具と共に知られている。それら外科用モータシステムは、電気モータの制御信号を生成するモータ制御ユニットによって操作され、駆動制御装置によって設定することができる特定の回転数で電気モータを操作する。電気モータのタイプによっては、最大８００００ｒｐｍの回転数が達成され得る。このタイプのモータシステムは、電気モータがロータとは別に少なくとも２つのモータ巻線を有するブラシレスＤＣモータである場合、特に費用効果が優れ、メンテナンスの必要性が低い。
【０００４】
一般的な種類の外科用モータシステムのための駆動制御装置は、例えば、国際公開第２００６／０１２９９１Ａ１号または独国特許出願公開第１０２００９０１８１４３Ａ１号が知られている。これらの既知の駆動制御装置では、関連する外科用器具の回転数は閉ループで制御され、例えば、パルス幅変調（ＰＷＭ）または空間ベクトルパルス幅変調（ＳＶＰＷＭ）が用いられる。従来のパルス幅変調と比較すると、ＳＶＰＷＭ方法は、全てのモータ巻線に同時に通電することができ、その結果、特に低い回転数でも、電気モータの滑らかでジャークのない操作が可能であるという長所がある。
【０００５】
それらの滑らかな操作とは別に、これらの既知の閉ループ制御方法はとりわけ、それぞれの回転数を非常に速く再調整し得ることで区別される。しかしながら、例えば極端な負荷変動の場合には、回転数の非常に迅速な再調整は、以下の比較からわかるように利点をもたらすだけではない。
【０００６】
例えば、圧縮空気で操作される非制御モータは、ミーリングカッタを駆動している間にミーリングカッタが引っ掛かることでで回転数が短い間低下すると、ミーリングカッタが解放された後、モータ回転数が再び上昇するようになる。ここでは、さらなる温度上昇は起こらない。
【０００７】
一方、そのようなミーリングカッタが、閉ループで制御される電気モータによって駆動される場合、モータ制御ユニットは、回転数の急激な低下を抑制するために、非常に短い時間で、そのような状況における再調整を行う。このことは特に、器具が連続して数回掴まれ、回転数を何度も再調整しなければならない場合に問題となる。そのような状況で、現在のプロフィールがより詳細に調べられると、追加の通電インパルスが測定されるようになる（Ｉ２×Ｒ）。結果として、これらの非常に迅速で動的な閉ループ制御工程では、付加損失を伴う。連続的な再調整および関連する電流ピークにより、電気モータが、より大きい熱量を生成し、電気モータが過熱する危険がある。
【０００８】
そのような迅速な再調整が望しく、または要求される用途（例えば、開頭術において）が多くある。述べた付加損失の欠点は、開頭術中の駆動時間が比較的短いため容易に受け入れられ得る。しかしながら、迅速な再調整ではなくむしろ、可能な限り最も低い熱損失に焦点が当てられる、骨セグメントを切削して離す、時間のかかる工程などの用途がある。
【０００９】
例えば、国際公開第２００６／０１２９９１Ａ１号または独国特許出願公開第１０２００９０１８１４３Ａ１から知られている上記駆動制御装置が骨セグメントを切削して離す工程で使用される場合、電気モータが過熱し、または場合によっては破損する危険がある。
【００１０】
したがって、外科用器具または装置のための既知の駆動制御装置の使用分野は、安全性の理由で、特定の目的に限定されている。このため、利用分野に応じて、異なる外科用モータシステムまたはそれぞれ適切な駆動モータを備えた外科用モータシステムが従来使用されている。これにより、取り扱いが悪くなり、コストも増加する。一方、多種多様な医療用途には、１つのモータシステムを使用することが望まれている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、関連する外科用モータシステムの使用分野を拡大することができるような、請求項１のプレアンブルに記載の駆動制御装置をさらに発展させる目的に基づく。同様に、外科用モータシステムおよび対応する制御方法もまた提供される。
【００１２】
この目的は、請求項１の特徴を有する駆動制御装置について、請求項９の特徴を有する外科用モータシステムについて、および請求項１１の方法ステップを有する方法について達成される。有利なさらなる発展が、従属請求項の主題である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そのことから、本発明では、モータ制御ユニットの上流に配置され、かつ、電気モータの開または閉ループ制御プロフィールが電気モータのそれぞれの状態に適応し得るようにモータ制御ユニットの開または閉ループパラメータを設定することを可能にする、パラメータ指定装置を提供することを提案する。異なる用途に対して異なるモータシステムを使用せずに、本発明は、使用されるモータシステムの使用範囲をより広くするのを可能にするために、それぞれの用途に最適に適応するように、制御モード、または電気モータの開もしくは閉ループ制御プロフィールを変更するという考えに基づく。開または閉ループパラメータの選択の根拠は、電気モータの検出された状態または状態履歴であり、それによって、パラメータ指定装置は、現在の医療用途を決定することができる。パラメータの適切な選択により、結果として得られる開または閉ループ制御プロフィールによって、電気モータの許容できない温度上昇などの過負荷を安全に防ぐことができる。したがって、本発明によるトリガリング工程は、利用可能な異なるモータを有する必要がなく、様々な外科的目的に使用し得る。様々な制御モードまたはトリガリングプロフィールは、純粋なソフトウェア工学的解決策によって実現されてもよい。一方、ハードウェア、すなわち制御電子機器およびモータは、変更せずにそのままであってもよい。したがって、操作性が明らかに向上し、それに応じてコストが低下する。
【００１４】
開または閉ループパラメータを変更することによって、結果として得られるトルク／回転数特性がそれぞれの負荷条件に最適に適応するように、電気モータの開または閉ループ制御プロフィールを変更することができる。
【００１５】
本発明では、制御モードは、設定値もしくはパイロット値、および／または、開もしくは閉ループ制御特性自体に影響を与え、またはそれらを変更する。迅速な再調整が要求されない用途の場合には（例えば、骨セグメントを切削して離す間のような）、高い電流ピークを避けるために制御工程でＰ比率を低下させ、Ｉ比率を増加させることができる。代替または追加として、最大電流のレベルを全体として低下させることができる。さらに、特に臨界電流を超過した後またはその超過が予想される場合、それに応じて、パラメータ指定装置によって設定値または目標回転数を低下させることができる。
【００１６】
電気モータまたは器具を、まずデフォルト制御モードまたは手動で調整可能な制御モードによって操作することができ、次いで、検出された状態または識別された現在の医療用途に応じて、より適切な制御モードに変更し、または切り替え得ることが好ましい。
【００１７】
用途に応じて、異なる制御パラメータを回転数調節に使用すること、または、制御パラメータが不変の状況に応じて、設定値の大きさを適応させるために、回転数調節ありの操作と回転数調節なしの操作（純粋な開ループ制御）とを切り替えることも可能である。さらなる代替は、モータの内部抵抗を変更し、それによってモータ用出力電圧を、測定された電流に比例して低下または増加させることである。
【００１８】
異なる開または閉ループ制御プロフィールは、状況に応じて適切なものを選択することができる制御モードとして設けられている。本発明によれば、選択および切替えは、自動的に行われる。
【００１９】
本発明によれば、外科用モータシステムのそれぞれの状態は、ある程度連続的に、それぞれの要求に対応して開または閉ループ制御プロフィールを変更することができるように、動的に検出される。
【００２０】
一実施形態によれば、複数の異なる制御モード、すなわちモータの開および／もしくは閉ループパラメータ、または特性曲線を設けることができ、それぞれは、対応する医療用途に関連している。電気モータの検出された状態または検出された状態履歴に応じて、パラメータ指定装置は、これらから適切な制御モードを選択することができる。
【００２１】
代替または追加として、制御モードの選択は、使用される外科用器具または器具アダプタに応じて行われてもよい。自動検出により、器具に適した１つまたは複数の制御モードを選択することができることが好ましい。例を挙げると、異なる器具は異なる回転数、例えば、最大２００００ｒｐｍまたは最大８００００ｒｐｍまでで操作される。器具の識別により、確実に、最大モータ回転数および／または最大トルクが、対応する方法で制限される。
【００２２】
各制御モードは、各制御モードに関連する電気モータの所定のトルク／回転数特性を有していてもよい。
【００２３】
永続的に設けられる制御モードの代わりに、またはそれに加えて、トレーニングアルゴリズムに基づいて、適切な制御モードを生成することができる。
【００２４】
一実施形態では、制御モードはまた、多くの負荷変動で用途を示す、検出された単位時間当たりの制御状態の関数として選択されてもよい。
【００２５】
さらに、電気モータのモータ電流およびモータ電圧のそれぞれの瞬時値を好ましくは連続的に検出することによって、外科用モータシステムの各状態を決定することが利点であり得る。いずれにしても閉ループ制御部が、モータ制御ユニットとして設けられていれば、前記制御工程に必要なセンサが既に利用可能であり、その結果、追加のコストが生じないという利点がある。
【００２６】
さらに、または代替として、外科用モータシステムのそれぞれの状態は、電気モータ（Ｍ）の温度を好ましくは連続的に検出することによって決定することができる。対応するセンサがない場合には、温度は、モータ電流およびモータ電圧のそれぞれの瞬時値を積分することによって間接的に検出することができるという選択肢も有する。
【００２７】
また、少なくとも１つの制御モードは電気モータの回転数調節を行い、少なくとも１つの他の制御モードは電気モータの回転数調節を行わない場合にも有利である。このように、ソフトウェア工学によって、非制御操作同様、制御操作、特に圧縮空気モータの非制御操作を模擬することができる。
【００２８】
開および／または閉ループ制御方法では、モータ制御ユニットは、パルス幅変調、または全てのモータ巻線が同時に通電される空間ベクトルパルス幅変調（ＳＶＰＷＭ）のいずれかを実行してもよい。
【００２９】
電気モータの状態を識別することができるように、電気モータのロータ位置を決定するためのロータ位置決定手段が設けられていてもよい。電気モータのロータの位置を決定するために、モータ巻線のうちの少なくとも１つについて、所定時間の間、電力供給が遮断される。回転数８００００ｒｐｍで、一つずつ切断される３つのモータ巻線を用いることで、ロータの位置および起電力は、毎秒４０００回測定することができる。これにより、非常に短い時間で電気モータの状態を検出し、対応する制御モードを選択することができる。
【００３０】
本発明による外科用モータシステムは、上述の駆動制御装置と同様に、外科用器具を駆動するための電気モータであって、特に器具アダプタまたはハンドピースを介在させることによって、外科用器具が直接的または間接的に着脱可能に連結されることができる電気モータを備える。
【００３１】
外科用モータシステムはまた、電気モータの実回転数を検出するための回転数検出手段、特にホールセンサ、および／またはハンドピース識別手段もしくは器具識別手段を含んでもよい。これにより、電気モータの状態および使用される器具または器具システムの自動識別、ならびに対応する制御モードの選択が可能になる。
【００３２】
本発明による、外科用モータシステムの外科用器具を駆動する電気モータ（Ｍ）を開および／または閉ループで制御する方法であって、外科用モータシステム、特に電気モータの状態および／または状態履歴を検出するステップと、検出された状態または状態履歴に基づいて、制御モードを選択するステップと、電気モータの開または閉ループ制御プロフィールを、選択された制御モード対応させるために、開または閉ループパラメータを調整するステップと備えることを特徴とする。
【００３３】
本発明のさらなる利点およびさらなる発展については、従属請求項が参照される。
【００３４】
本発明について、図面を参照しながら、実施形態の説明に基づいて以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明による駆動制御装置を備えた外科用モータシステムのブロック図を示す。
【図２】本発明によるパラメータ指定装置ＰＶのブロック図を示す。
【図３】外科用モータシステムの開または閉ループ制御プロフィールとして実現されるいくつかの特性曲線を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図１によれば、本発明による外科用モータシステムは、器具クラッチを介して器具Ｗに機械的に連結され、かつ器具Ｗを駆動する電気モータＭを備える。器具Ｗは、ドリル、ミーリングカッタ、のこぎり、開頭用器具もしくは穿孔用器具、かみそり、または他の外科用器具であってもよい。器具の基本的なトリガリングは、手または足で操作される制御ユニット（図示省略）を介して行われる。ここで、電気モータＭは、モータ制御ユニットＭＳによってトリガされる。電気モータＭの各位相または巻線に対して、前記モータ制御ユニットは、パルス幅変調信号（ＰＷＭ）または空間ベクトルパルス幅変調信号（ＳＶＰＷＭ）のいずれかを生成する。後者の場合、全てのモータ巻線が同時に通電される。
【００３７】
モータ制御ユニットＭＳが閉ループ形式で回転数を制御するモードにある場合、その入力部には、閉ループ形式で回転数を制御するのに必要な瞬時値を示す実数値信号ＩＳＴが供給される。回転数を検出するために、センサ（図示せず）が、特にホールセンサが設けられる。モータ制御ユニットＭＳによって実行される閉ループ制御が、特に、供給電流または印加電圧など他のフィードバック値を要求する場合、実数値信号ＩＳＴは対応する情報を含む。
【００３８】
図１によれば、パラメータ指定装置ＰＶが、モータ制御ユニットＭＳの上流に設けられ、実数値信号ＩＳＴに加えて、モータ制御ユニットＭＳの入力部でパイロット値として適用される開または閉ループパラメータＲＰを生成する。それぞれ適用される開または閉ループパラメータＲＰのタイプに基づいて、モータ制御ユニットＭＳによって提供される開もしくは閉ループ制御プロフィールが調整または設定される。まず、デフォルト制御モードまたはユーザが手動で入力する制御モードに基づいて、器具Ｗの開または閉ループ制御が行われる。
【００３９】
図１によれば、いくつかのセンサの信号、すなわち回転数信号ｎと同様に、現在のモータ電流を示す信号Ｉ、モータ電圧を示す信号Ｕが入力部に供給されるセンサシステムＳがさらに設けられる。回転数信号ｎは、電気モータＭの現在の回転数を示し、既に述べたように、例えばホールセンサによって生成される。さらに、温度プローブによって生成され、電気モータＭの現在の温度を示す信号Ｔが提供されてもよい。外科分野において、それぞれの機械および器具は非常に小さいため、そのような温度プローブの配置は、その出力信号Ｔの送信と同様に、大きい問題を伴うことが多い。したがって、本発明の一実施形態では、温度信号Ｔは、電気モータＭのモータ電流およびモータ電圧の検出された瞬時値を積分することによって決定される。最終的に、医療または外科的治療の時間、すなわち、現在の器具インサートの時間が計測され、時間信号ｔとして出力されてもよい。
【００４０】
その上、モータシステムは、現在使用されている器具の種類を自動的に識別し、対応するタイプ信号ＴＹＰを送信するセンサシステムをさらに備えてもよい。図１によれば、センサシステムは、パラメータ指定装置ＰＶに供給されるセンサ出力信号ＳＡＳを生成する。
【００４１】
パラメータ指定装置ＰＶまたは別の記憶装置には、入力信号Ｕ、Ｉ、ｎ、Ｔ；ｔ、ＴＹＰの用途関連の状態変数および状態履歴が設けられている。事前の一連のテストおよび一連の測定によって、またはトレーニングアルゴリズムを用いて、状態変数および状態履歴のうちのいずれのものが、それぞれの器具インサートに対して典型的であるかを決定することができる。状態変数および医療用途のこの割当てにより、パラメータ指定装置ＰＶが、現在の入力変数または測定値に基づいて、現在の用途を決定することができる。
【００４２】
最初に述べたように、全ての用途および器具インサートには、異なる駆動装置が必要である。例えば、ミーリング用途の場合では、最大１Ａの範囲のより小さいモータ電流および最大１．５Ｎｃｍのモーメントが予想され得、一方、開頭術では、最大約３．５Ａの電流および最大３．５Ｎｃｍのモーメントが生じる可能性が高い。
【００４３】
現在の用途の自動識別とは別に、パラメータ指定装置ＰＶは、第２のステップで適切な制御モードを選択する。用途と制御モードとのこの相関も、パラメータ指定装置ＰＶまたは別の記憶装置に設けられている。
【００４４】
パラメータ指定装置ＰＶによって実行される前記２つのステップについて、電流Ｉの時間的推移に基づく「ミーリング」および「開頭術」の例を挙げて、図２に概略的に示す。割当ての信頼性を高めるために、測定もしくは決定された値のいくつかまたは全てを、対応するプロフィールと比較および評価をしてもよい。
【００４５】
用途指向型制御モードを選択すると、パラメータ指定装置ＰＶは、対応する開および／または閉ループ制御パラメータをモータ制御ユニットＭＳに送り、これにより、モータ制御ユニットＭＳの開または閉ループ制御挙動を変更する。したがって、パラメータ指定装置ＰＶは、（最初に、デフォルトまたは手動で設定されている）制御モードから、より適切な制御モードに自動的に切り替わる。これは、パラメータ指定装置ＰＶは、信号Ｕ、Ｉ、ｎ、Ｔ、ｔおよび／もしくはＴＹＰによって示される電気モータＭの現在の負荷条件に最適であるような開または閉ループ制御プロフィールを、モータ制御ユニットＭＳに提供し得ることを意味する。例えば、測定値またはそれらの時間的推移が、外科用器具Ｗが開頭術を実行するところであることを示す場合、パラメータ指定装置ＰＶは、モータ制御ユニットＭＳ上で、例えば図３のモータ特性１になるモータ制御ユニットＭＳの閉ループ制御プロフィールを調整する。すなわち、電気モータＭの回転数は、全出力で一定に保たれ、または可能な限り迅速に再調整される。一方、器具Ｗで実行される作業が、骨セグメントを切削して離す時間のかかる工程である可能性が高いことが検出された場合、電気モータＭの温度上昇がはるかに小さい図３の特性曲線３〜５のうちの１つを設定することが好ましい。
【００４６】
図３は、パラメータ指定装置ＰＶのそれぞれの開または閉ループパラメータＲＰの関数として、電気モータＭ上のモータ制御ユニットＭＳによる、電気モータＭのトルク／回転数曲線のモータ特性のいくつかを例示的に示す。１で示す特性は、９．５Ｎｃｍから始まる非常に小さい範囲を除いて、回転数を一定に保つことができる回転数調節特性である。２および３で示す特性曲線は、図からわかるように、わずかに早い時点で回転数が低下し始める回転数調節特性曲線である。しかしながら、４および５で示す特性曲線では、図からわかるように、回転数調節は行われない。
【００４７】
用途または外科用器具Ｗの識別された負荷条件に応じて、図３から明らかな方法以外のいくつかの方法で、モータ制御ユニットＭＳの開または閉ループ制御プロフィールを設定することは妥当であり得る。例としては、以下の開または閉ループ制御プロフィールを挙げる。
１．）回転数調節を行わない。
２．）補正された制御パラメータを用いて回転数調節を行う。
３．）最良に調整されたパラメータを用いて回転数調節を行うが、状況に応じて回転数調節の設定点を調整する。
４．）モータの内部抵抗を変更する。
測定されたモータ電流に比例して、モータ制御ユニットＭＳは、電気モータＭ用出力電圧を以下のように低下させる。
Ｕ補正＝Ｕ通常−ΔＵ
ΔＵ＝Ｒ×Ｉモータ
内部抵抗が高い電気モータＭでは、電圧ΔＵだけ巻線の内部抵抗間で低下する。これが、内部抵抗がそれほど高くないモータ内で同じ効果を達成するために、モータ制御ユニットＭＳがΔＵだけ低下させた電圧を送る理由である。
５．）パラメータ指定装置ＰＶに実装される適切なトレーニングアルゴリズムは、電気モータの負荷条件トレーニングに従って電気モータの制御プロフィールを設定する。例として、パラメータ指定装置ＰＶは、温度モデルによってモータの温度上昇を検出する。特に、ミーリングの場合と同様に、モータを長時間操作する場合には、器具Ｗがミーリング作業に使用されると、モータ制御ユニットＭＳが最適な開または閉ループ制御プロフィールに切り替えられることが結論付けられる。
【００４８】
モータ制御ユニットＭＳのタイプによっては、センサシステムＳによって生成される信号が、フィードバック値としてモータ制御ユニットＭＳによって要求されるため（図１の破線に示すような）、本発明によるモータ制御ユニットＭＳおよびパラメータ指定装置ＰＶには、単一のセンサシステムで十分である。ここで要求されるタイプのモータ制御ユニットＭＳは、通常既にセンサシステムを含むため、本発明によるパラメータ指定装置ＰＶは、ほとんどの場合、追加のセンサを必要としない。
以下の項目は、国際出願時の特許請求の範囲に記載の要素である。
（１）外科用器具（Ｗ）を駆動する電気モータ（Ｍ）を開および／または閉ループで制御するモータ制御ユニット（ＭＳ）を備える、外科用モータシステムの駆動制御装置であって、
パラメータ指定装置（ＰＶ）を特徴とし、前記パラメータ指定装置（ＰＶ）は前記モータ制御ユニット（ＭＳ）の上流に配置され、前記外科用モータシステム、特に前記電気モータ（Ｍ）の検出された状態または状態履歴に基づいて現在の医療用途を決定し、前記医療用途に適した制御モードを選択し、前記電気モータ（Ｍ）の開もしくは閉ループ制御プロフィールを選択された前記制御モードに対応させるための開または閉ループパラメータを前記モータ制御ユニット（ＭＳ）に与える、駆動制御装置であってもよい。
（２）前記パラメータ指定装置（ＰＶ）は、それぞれの医療用途に提供され、かつ、割り当てられている複数の制御モードから、前記制御モードを選択することを特徴とする、上記項目（１）に記載の駆動制御装置であってもよい。
（３）前記パラメータ指定装置（ＰＶ）は、使用される前記外科用器具（Ｗ）に応じて、前記外科用器具に関連して制御モードを選択することを特徴とする、上記項目（１）または（２）に記載の駆動制御装置。
（４）前記電気モータ（Ｍ）の所定のトルク／回転数特性が、各制御モードに割り当てられていることを特徴とする、上記項目（１）〜（３）のいずれかに記載の駆動制御装置。
（５）前記パラメータ指定装置（ＰＶ）は、前記電気モータ（Ｍ）のモータ電流（Ｉ）およびモータ電圧（Ｕ）のそれぞれの瞬時値を好ましくは連続的に検出することによって、前記外科用モータシステムの前記各状態を決定することを特徴とする、上記項目（１）〜（４）のいずれかに記載の駆動制御装置であってもよい。
（６）前記パラメータ指定装置（ＰＶ）は、前記電気モータ（Ｍ）のモータ電流（Ｉ）およびモータ電圧（Ｕ）の検出された前記瞬時値を積分することによって、前記電気モータ（Ｍ）の温度（Ｔ）を決定することを特徴とする、上記項目（５）に記載の駆動制御装置であってもよい。
（７）少なくとも１つの制御モードは前記電気モータ（Ｍ）の回転数の調節を行い、少なくとも１つの制御モードは前記電気モータ（Ｍ）の回転数の調節を行わないことを特徴とする、上記項目（１）〜（６）のいずれかに記載の駆動制御装置であってもよい。
（８）前記電気モータのロータ位置を決定するためのロータ位置決定手段をさらに備えており、
前記電気モータの前記ロータの前記位置を決定するために、モータ巻線のうちの少なくとも１つについて、所定時間の間、エネルギー供給が遮断されることを特徴とする、上記項目（１）〜（７）のいずれかに記載の駆動制御装置であってもよい。
（９）外科用器具（Ｗ）を駆動するための電気モータ（Ｍ）であって、特に器具アダプタまたはハンドピースを介在させることによって、前記外科用器具（Ｗ）が直接的または間接的に着脱可能に連結されることができる前記電気モータ（Ｍ）と、
上記項目（１）〜（８）のいずれかに記載の制御装置と、
を備える外科用モータシステムであってもよい。
（１０）前記電気モータ（Ｍ）の実回転数を検出するための回転数検出手段、特にホールセンサ、および／またはハンドピース識別手段もしくは器具識別手段を設けることをさらに特徴とする、上記項目９に記載の外科用モータシステムであってもよい。
（１１）外科用モータシステムの外科用器具（Ｗ）を駆動する電気モータ（Ｍ）を開および／または閉ループで制御する方法であって、
前記外科用モータシステム、特に前記電気モータ（Ｍ）の状態および／または状態履歴を検出するステップと、
前記検出された状態または状態履歴に基づいて、前記外科用器具（Ｗ）の現在の医療用途を決定するステップと、
決定された前記医療用途に基づいて、制御モードを選択するステップと、
前記電気モータ（Ｍ）の開または閉ループ制御プロフィールを選択された前記制御モードに対応させるために開または閉ループパラメータを調整するステップと、を備えることを特徴とする外科用モータシステムの外科用器具（Ｗ）を駆動する電気モータ（Ｍ）を開および／または閉ループで制御する方法であってもよい。
【図１】
0006272322.tif 000002
【図２】
0006272322.tif 000003
【図３】
0006272322.tif 000004