(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
切削するための器具の作動方法であって、
制御回路が器具を第１の方向へ回転させることと、
制御回路が前記器具の回転の推進を所定の瞬間で止めることと、
制御回路が前記器具を前記第１の方向へ惰走させることと、
制御回路が前記器具の惰走に伴って前記器具に発生した抗力を表すパラメータを決定することと、
制御回路が前記決定されるパラメータに応答して、前記決定されるパラメータが所定の制限値を超えていなければ、前記器具を第１の方向へ回転させ、前記決定されるパラメータが前記所定の制限値を超えていれば、前記器具を、前記第１の方向とは反対であるもう一方の方向へ回転させることと、
を含む方法。
【請求項２】
前記所定の瞬間は、前記器具が所定の角変位を達成した瞬間、前記器具が所定の回転持続時間を終了した瞬間および前記器具が所定の回転速度に達した瞬間のうちの少なくとも１つを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記器具に発生した抗力を表す前記パラメータは、角変位、回転持続時間および回転速度のうちの少なくとも１つを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記所定の制限値は、角変位、回転持続時間および回転速度のうちの少なくとも１つを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記器具を回転させることは、前記器具に接続される電気モータへ電流を供給することを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記器具の回転の推進を止めることは、電流が前記器具に接続される電気モータへ達しないようにすることを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記方法を反復することをさらに含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項８】
所定の第２の瞬間において、制御回路が前記第１の方向とは反対であるもう一方の方向への前記器具の回転の推進を止めることをさらに含む、  請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記所定の第２の瞬間は、前記器具が所定の角変位を達成した瞬間、前記器具が所定の回転持続時間を終了した瞬間および前記器具が所定の回転速度に達した瞬間のうちの少なくとも１つを含む、
請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
制御回路が前記第１の方向とは反対である前記もう一方の方向へ前記器具を惰走させることをさらに含む、
請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
制御回路が、前記器具が前記第１の方向とは反対である前記もう一方の方向へ惰走するのに伴って、前記器具に発生した抗力を表す第２のパラメータを決定することをさらに含む、
請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記器具に発生した抗力を表す前記第２のパラメータは、角変位、回転持続時間および回転速度のうちの少なくとも１つを含む、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記決定される第２のパラメータに応答して、  制御回路が、前記決定されるパラメータが所定の第２の制限値を超えていなければ、前記器具を第１の方向へ回転させることと、
制御回路が、前記決定される第２のパラメータが前記所定の制限値を超えていれば、前記器具を、前記器具に発生する抗力が最も少ない方向へ回転させることと、
をさらに含む、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記決定される第２のパラメータに応答して、
制御回路が、前記決定されるパラメータが所定の第２の制限値を超えていなければ、前記器具を第１の方向へ回転させることと、
制御回路が、前記決定される第２のパラメータが前記所定の制限値を超えていれば、前記器具の回転の推進を止めることと、
をさらに含む、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
歯内治療システムであって、
取外し可能に器具を保持するように動作可能なヘッドと、前記ヘッドが前記器具を保持する間、前記器具を回転させるように動作可能なモータと、を含むハンドピースと、
制御回路であって、前記モータに、前記器具による第１の方向への回転を推進するように指令し、前記器具を前記第１の方向へ惰走させるために、前記モータに、所定の瞬間において、前記器具による回転の推進を止めるように指令し、前記器具の惰走に伴って前記器具に発生した抗力を表すパラメータを決定し、前記決定されるパラメータが所定の制限値を超えていなければ、前記モータに、前記器具による前記第１の方向への回転を推進するよう指令し、前記決定されるパラメータが前記所定の制限値を超えていれば、前記モータに、前記器具による前記第１の方向とは反対の別の方向への回転を推進するように指令すべく動作可能な制御回路と、
を備える、
歯内治療システム。
【請求項１６】
前記器具は、やすりおよびバーのうちの少なくとも一方を含む、
請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
切削するための器具の作動方法であって、
制御回路が器具を第１の方向へ駆動期間に渡って回転させることと、
制御回路が、前記駆動期間が終わる所定の瞬間において、前記駆動期間中に前記器具に発生した抗力を表すパラメータを決定することと、
制御回路が前記決定されるパラメータに応答して、前記決定されるパラメータが所定の最小閾値を超えていなければ、前記器具を前記第１の方向へ回転させ、前記決定されるパラメータが前記所定の最小閾値を超えていれば、前記器具を、前記第１の方向とは反対である別の方向へ第２の反対駆動期間に渡って回転させることと、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
［関連出願の相互参照および優先権の主張］
本出願は、本願と所有者を同じくする２０１２年４月６日に出願された「デュアルモード機器ドライバ」と題する米国暫定特許出願第６１／６２１，１８０号の優先権を主張するものである。前記出願は、目下係属中であって、参照により開示に含まれる。
【０００２】
歯科医および医師は、患者の歯、骨または軟部組織を切るために、モータシステムによって駆動されるやすり、バー（ｂｕｒ）、カッタ、リーマ（ｒｅａｍｅｒ）またはポリッシャ等の器具の使用を通常包含する歯科／医療処置を日常的に実行している。例えば、患者に虫歯および／または感染歯があれば、歯科医または他の医療技術者は、しばしばやすりまたはリーマを用いて患者の歯から歯髄を除去し、患者の歯および／または顎の健康を保つ。また、患者に欠けた歯または虫歯の穴があれば、歯科医または他の医療技術者は、しばしばバーを用いて歯のエナメル質の幾分かを除去し、歯がそれ以上損傷されないように防止する。歯から歯髄を取り除く場合、歯科医または他の医療技術者は、やすりまたはリーマを歯根管内へ挿入する。歯からエナメル質を取り除く場合、歯科医または他の医療技術者は、除去されるべき歯のエナメル質の領域上へバーまたは他のタイプの器具を置く。次には、モータシステムのモータが器具を回転させ、患者の歯から組織および／またはエナメル質を切削しかつ／または擦過する。
【０００３】
このような処置の間に器具が実行する回転動作は、一般的に、一方向回転および往復回転の２タイプがある。一方向回転の間、器具は、時計回りか反時計回りの、主として一方向に回転する。患者および器具への望ましくない損傷を回避するために、回転に伴って器具に掛かるトルクが監視される。トルクが所定の限度を超えれば、器具は、拘束を解くために一瞬だけ反対方向へ回転される。次に、器具は、器具が切削かつ／または擦過する方向への回転を再開するように再び逆回転される。往復回転の間、器具は、順次反対の二方向へ回転する。回転方向の逆転をトリガするものは、所定の角変位、または所定時間の終了である場合が多い。
【０００４】
一方向回転の使用は、良好な切削効率を提供する場合が多い。なぜなら、器具が、その器具用に設計されている切削および／または擦過方向へより長い時間に渡って回転するためである。往復回転の使用は、歯科医または他の医療技術者へ処置に対する優れた感触を提供する場合が多い。なぜなら、モータが絶えず器具に実質的に一方向へ動力供給するまたは負荷を与えるわけではないためである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、一般的な２タイプの回転動作を提供し、かつ処置の間に経験される状態に応じて何れかのタイプの回転動作を提供できるシステムが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様において、器具を用いて切削するための方法は、器具を第１の方向へ回転させることを含む。次に、所定の瞬間において、器具の回転を止め、かつ器具を第１の方向へ惰走させる。器具が惰走する間、器具の惰走に伴って器具に発生した抗力（ｄｒａｇ）を表すパラメータが決定される。決定されるパラメータが所定の制限値を超えていなければ、器具は、第１の方向へ回転される。決定されるパラメータが所定の制限値を超えていれば、器具は、第１の方向とは反対であるもう一方の方向へ回転される。器具が惰走し始める所定の瞬間は、器具が特定の距離を回転した時点、または特定の時間に渡って回転した時点等の所望される任意の瞬間であってもよい。
【０００７】
器具を惰走させることにより、器具を回転させるために器具にかけられる負荷によって器具内に蓄積された応力を軽減することができ、よって歯科医および／または医療技術者は、処置に対して優れた感触を得ることができる。即ち、歯科医および／または医療技術者は、器具が回転するときに器具に発生していることをより良く感じ取ることができる。また、器具が惰走するとき器具に発生する抗力を表すパラメータを評価することにより、器具内の応力の軽減を促進しかつ患者および／または器具への望ましくない損傷を防止するために、器具を往復回転させるべきか否かを正確に決定することができる。往復回転させるべきであれば、器具は、処置の状態により、器具の一方向回転の必要性が示唆されるまで、往復回転される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態による、歯内治療システムの斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態による、図１の歯内治療システムが実装し得る切削および／または擦過方法を示す概略図である。
【図３】本発明の一実施形態による、図１の歯内治療システムが実装し得る別の切削および／または擦過方法を示す概略図である。
【図４】本発明の一実施形態による、図３に示されている方法をグラフで示したものである。
【図５】本発明の一実施形態による、図３に示されている方法を別のグラフで示したものである。
【図６】本発明の別の実施形態による、図１の歯内治療システムが実装し得る切削および／または擦過方法を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、本発明の一実施形態による、歯内治療システム１０の斜視図である。歯内治療システム１０は、制御回路（不図示）を収容する本体１２と、ケーブル１６を介して本体１２へ取外し可能に接続されるハンドピース１４と、ハンドピース１４へ取外し可能に接続される器具１８とを含む。歯内治療システム１０のこの実施形態および他の実施形態において、ハンドピース１４は、ケーブル１６を介して本体１２内部の制御回路へ接続され、かつ、機械伝動装置（同じく不図示）を介して器具１８へ接続されるモータ（不図示）を含む。作動中、モータは、制御回路からケーブル１６を介して動力（この場合は、電力）を受取り、かつこれに応答して器具１８を回転させる。
【００１０】
器具１８が提供するように設計されている出力、および／または、モータが提供するように設計されている出力を基礎として、かつ、作動中の実際のフィードバックを基礎として、制御回路は、モータおよび／または器具１８の出力を導く。類似の処置または異なる処置を実行するためにハンドピースと器具１８との異なる組合せを用いることができるようにするため、歯内治療システム１０は、制御回路に接続されるユーザインタフェース２０も含む。ユーザインタフェースを用いれば、処置の間に制御回路が従う具体的な動作プロトコルを選択することができ、または、歯内治療システム１０が実行する特定のプロトコルの１つまたは複数の動作パラメータを所望の通りに修正することができる。システム１０の制御回路が利用可能な動作プロトコルの１つは、器具１８に過剰なトルクが掛かって器具１８を少しの間反対方向へ回転させてその拘束を外すということがない限り、器具１８を一方向回転へ駆動するプロトコル（図２に関連して詳述する）を含む。システム１０の制御回路が利用可能な別の動作プロトコルは、器具１８を一定期間に渡って回転するように駆動し、次いで器具１８を別の期間に渡って惰走させ、次に、惰走期間中に発生することに依存して、器具１８を元の方向または反対方向に駆動するプロトコル（図３、図４および図５に関連して詳述する）を含む。
【００１１】
器具１８に過剰なトルクを課すことなく器具１８を一方向へ駆動することにより、器具を壊す可能性のあるトルクが器具に課されたとしても、器具または患者を損傷することなく組織を効率的に切削または擦過することができる。器具を惰走させることにより、器具を回転させるために器具にかけられる負荷によって器具内に蓄積された応力を軽減することができ、よって歯科医および／または医療技術者は、処置中に器具１８に発生することに対して優れた感触を得ることができる。また、器具１８の惰走に伴って器具１８に発生する事柄を評価することにより、器具内の応力を軽減しかつ患者および／または器具への望ましくない損傷の防止を促進するために器具１８を往復回転させるべきか否かを正確に決定することができる。往復回転させるべきであれば、器具は、処置の状態により、器具の一方向回転の必要性が示唆されるまで、往復回転される。
【００１２】
図１をさらに参照すると、システム１０のこの実施形態および他の実施形態では、前記２つのプロトコルのどちらに従うかが制御回路に手動で指示される。どちらのプロトコルを用いるかを決定する際には、実行されるべき処置、使用されるべき具体的な器具、および特定患者に関する情報が考慮される。処置がありふれた処置であり、患者の歯の歯髄を少量だけ除去するようなものであれば、一方向への回転時に切削するように設計されるやすりの使用の方が好まれる場合がある。これらの状況では、器具１８に過剰なトルクが掛かって器具１８を少しの間反対方向へ回転してその拘束を外すということがない限り、歯内治療システム１０の制御回路を、器具１８を一方向回転へ駆動するプロトコルに従わせることを選んでもよい。処置がありふれた処置ではなく、歯の根尖孔に近い歯髄を除去するようなものであれば、治療中の行為に対してより優れた感触を得たいと思う場合がある。これらの状況では、歯内治療システム１０の制御回路を、器具１８を一定期間に渡って回転するように駆動し、次いで器具１８を別の期間に渡って惰走させ、次に、惰走期間中に発生する事柄に依存して、器具１８を元の方向または反対方向に駆動するプロトコルに従わせることを選んでもよい。
【００１３】
また、他の実施形態も可能である。例えば、歯内治療システム１０は、制御回路がこれらの動作プロトコルのどちらに従うかを自動的に決定してもよい。システム１０は、器具の具体的なタイプまたは処置の具体的なタイプ等の、ユーザによって入力される任意の所望される動作パラメータに基づいてこの決定を行ってもよい。
【００１４】
図２は、本発明の一実施形態による、図１の歯内治療システムが実装し得る切削および／または擦過方法を示す概略図である。本方法は、器具１８に過剰なトルクが掛かって器具１８を少しの間反対方向へ回転してその拘束を外すということがない限り、器具１８を一方向回転へ駆動するプロトコルを含む。このプロトコルは、器具に過剰なトルクが掛かっていなければ、制御回路は器具１８を絶えず一方向へ駆動することから、一方向回転として識別される。
【００１５】
上述のようなプロトコルが選択されると、プロトコルは、第１のイベント４０において、器具１８（図１）を器具１８の切削方向として設計されている方向へ回転させる。これを実行するために、制御回路は、ケーブル１６（図１）を介してハンドピース１４（図１）内のモータへ電力および制御信号を送信する。これに応答して、モータは、ハンドピース１４内に配置された伝動装置を介して器具１８を回転させる。電力量および回転の方向は、モータが所望される通りに器具１８を回転させることを可能にする任意の所望される量および方向であってもよい。例えば、処置用に選択される器具１８は、１００〜５００グラムセンチメートル（ｇｃｍ）のトルクを掛けながら時計方向への最良の回転３００〜５００ｒｐｍを実行してもよい。器具１８へこれらの動作パラメータを提供するために、制御回路は、モータおよび伝動装置の具体的な組合せと、モータが必要とする電力量とをマッチングする。システム１０のこの実施形態（図１）において、制御回路は、自動的に、モータおよび伝動装置の具体的な組合せを検出し、かつ具体的な動作パラメータセットを提供するためにモータが必要とする電力量を決定する。他の実施形態では、ユーザインタフェース２０（図１）を介して、モータおよび伝動装置の所望される組合せおよび／または器具１８の所望される動作パラメータを入力してもよい。
【００１６】
すると、次のイベント４２において、制御回路は、現時点で回転器具１８に掛かっているトルクを決定する。現在のトルクは、所望される任意の方法で決定することができる。例えば、制御回路は、所望される任意の瞬間において、モータが消費する電力量および器具の回転速度を測定してもよい。器具の回転速度は、掛かるトルクが上昇するにつれて下がる。したがって、電力消費量が既知である場合、器具１８の回転速度を用いて器具１８に掛かるトルクの量が決定されてもよい。
【００１７】
すると、次のイベント４４において、制御回路は、現在のトルクと所定のトルク値とを比較する。器具１８に掛かっている現在のトルクが所定値を超えていなければ、制御回路は、モータへのその電力および制御信号の提供を継続し、モータは、これに応答して、器具１８の所望される通りの回転を継続する。しかしながら、器具１８に掛かっている現在のトルクが所定値を超えていれば、次のイベント４６において、制御回路は、器具１８を、その拘束を解くように試行すべく反対方向へ回転させる制御信号を送信する。制御回路は、器具１８の回転方向を所望される任意の方法で逆転してもよい。例えば、この実施形態および他の実施形態において、制御回路は、モータへ、モータを即停止させて逆回転させる制御信号を送信してもよい。他の実施形態において、制御回路は、伝動装置が器具１８の回転方向を機械的に逆転させるよう、伝動装置へ制御信号を送信してもよい。
【００１８】
図３は、本発明の一実施形態による、図１の歯内治療システムが実装し得る別の切削および／または擦過方法を示す概略図である。本方法は、器具１８を一定期間に渡って回転するように駆動し、次いで器具１８を別の期間に渡って惰走させ、次に、惰走期間中に発生する事柄に依存して、器具１８の元の方向または反対方向の回転を駆動するプロトコルを含む。器具１８を惰走させることにより、処置の間に器具１８に対して発生することに対して優れた感触を得ることができる。また、器具１８の惰走に伴って器具１８に発生する事柄を評価することにより、患者および／または器具への望ましくない損傷の防止を促進するために、器具１８を往復回転させるべきか否かをより正確に決定することができる。往復回転させるべきであれば、器具は、処置の状態により、器具の一方向回転の必要性が示唆されるまで、往復回転される。このプロトコルは、惰走中に器具に発生する事柄に基づいて制御回路が器具１８の回転を修正することから、適応回転として識別される。
【００１９】
図３を参照すると、上述のプロトコルが選択された後、プロトコルの第１のイベント５０は、プロトコルの動作パラメータとして所望される値（次の段落で詳述する）を設定する。これらの値は、歯科医および／または医療技術者によって手動で、または制御回路によって自動的に設定されてもよい。
【００２０】
プロトコルの次のイベント５２において、モータは、器具１８（図１）を第１の方向へ回転させる。適応回転プロトコルの場合、時計回りおよび反時計回りの双方で回転する際に切削しかつ／または擦過するように設計される器具１８が使用されてもよい。したがって、器具１８が回転し得る第１の方向は、所望される通りに時計回りであっても、反時計回りであってもよい。第１の方向が確立されると、制御回路は、ケーブル１６（図１）を介してハンドピース１４（図１）内のモータへ電力および制御信号を送信する。これに応答して、モータは、ハンドピース１４内に配置された伝動装置を介して器具１８を回転させる。図２に関連して論じた一方向プロトコルと同様に、電力量は、モータが所望される通りに器具１８を回転させることができる所望される任意の量であってもよい。
【００２１】
図３をさらに参照すると、次のイベント５４において、制御回路は、器具に過剰なトルクが掛かっているか否かを決定するために、かつ器具１８に過剰なトルクが掛かっていなければ、駆動期間を終了する時刻を決定するために、駆動期間中の器具１８の第１の方向への回転を監視する。制御回路は、この監視を所望される任意の方法で行ってもよい。例えば、図２に関連して論じたイベント４２と同様に、制御回路は、駆動期間における所望される任意の瞬間において、モータが消費する電力量および器具の回転速度を測定してもよく、かつこれらから、その時点で器具１８に掛かっているトルクを決定してもよい。駆動期間を終了する時刻を決定するために、この実施形態および他の実施形態において、制御回路は、器具１８の角変位を監視してもよい。他の実施形態において、制御回路は、器具１８が第１の方向へ回転する時間期間を監視してもよい。さらに他の実施形態において、制御回路は、器具１８の回転速度を監視してもよい。これは、器具が組織を切削しかつ／または擦過する間に器具１８の加速を希望する場合に望ましいことがある。このような状況において器具の回転速度を監視することにより、器具１８の過剰回転の防止を促進することができる。さらに他の実施形態において、制御回路は、器具１８の角変位、器具１８が回転する時間期間、および器具１８の回転速度、のうちの２つ以上を監視してもよい。
【００２２】
イベント５６では、同じく図２に関連して論じたイベント４４と同様に、制御回路は、現在のトルクを所定のトルク値と比較する。器具１８に掛かっている現在のトルクが所定値を超えていれば、イベント５８において、かつ図２に関連して論じたイベント４６と同様に、制御回路は、器具１８を、その拘束を解くように試行すべく、短時間反対方向へ回転させる制御信号を送信する。反対方向への短時間の回転の後、制御回路は、イベント５２へ戻り、再度駆動期間を開始する。しかしながら、器具１８に掛かっている現在のトルクが所定値を超えていなければ、制御回路は、引き続きモータへ、器具１８を第１の方向へ回転させるように指令し、イベント６０へ進む。
【００２３】
イベント６０において、制御回路は、器具の回転が、器具の惰走期間の開始を確立する所定の瞬間に達しているか否かを決定する。所定の瞬間は、所望される任意の瞬間であってもよい。例えば、制御回路が角変位を監視していれば、所定の瞬間は、６４０度であってもよい。制御回路が時間を監視していれば、所定の瞬間は、１２０マイクロ秒であってもよい。また、制御回路が器具１８の回転速度を監視していれば、所定の瞬間は９００ｒｐｍであってもよい。器具１８の回転が所定の瞬間に達していなければ、制御回路は、モータに、器具１８を第１の方向へ駆動するように指令し続ける。器具１８の回転が所定の瞬間に達すれば、制御回路は、次のイベント６２へ進む。
【００２４】
イベント６２において、制御回路は、モータに器具１８の回転を止めさせて器具１８が第１の方向に惰走できるようにする制御信号を送信する。モータは、器具が惰走する間は器具１８を駆動しないことから、器具１８は、モータにより器具に加えられる負荷下で蓄積された応力を軽減することができる。次には、これにより、器具１８は、歯科医および／または医療技術者の手へ、処置の間に器具に発生している事柄についてより正確な感触をもたらす振動を伝えることができる。
【００２５】
惰走期間の持続時間は、所望される任意の持続時間であってもよい。例えば、この実施形態および他の実施形態において、惰走期間は、９０度等の、惰走期間中の器具１８の特定の角変位によって規定されてもよい。他の実施形態において、惰走期間は、４０マイクロ秒等の、特定の時間期間の経過によって規定されてもよい。さらに他の実施形態において、惰走期間は、５００ｒｐｍの合計変化、または１００または０．０でさえある特定の最終的なｒｐｍ等の、器具回転速度の特定の差によって規定されてもよい。
【００２６】
惰走期間中に器具１８が惰走するにつれて、制御回路は、器具１８の惰走に伴って器具１８に発生した抗力を表すパラメータを決定する。パラメータは、惰走期間中の特定の瞬間、または惰走期間の全体または一部に渡って発生した抗力の量の何れかにおいて制御回路が抗力を決定できるようにする所望される任意のパラメータであってもよい。例えば、この実施形態および他の実施形態において、パラメータは、器具の回転速度である。イベント６４において、制御回路は、惰走期間を監視し、かつイベント６６において、制御回路は、惰走期間が終わったか否かを決定する。イベント６８では、器具１８が惰走期間の終わりに達すると、制御回路は、器具の回転速度を決定し、かつ惰走期間の開始時における器具１８の回転速度から惰走期間の終わりにおける器具１８の回転速度を減算することによって、惰走期間全体に渡って掛けられたトルクの量を決定する。
【００２７】
図３をさらに参照すると、イベント７０において、制御回路は、器具１８が次にどちらの方向へ回転すべきかを決定する。惰走期間に渡って器具１８に掛かるトルクの量が所定値を超えていなければ、制御回路は、イベント５２へ戻ってモータへ電力および制御信号を送信し、器具１８を第１の方向へ回転させる。次に、制御回路は、再度イベント５４〜７０へ進む。しかしながら、惰走期間に渡って器具１８に掛かるトルクの量が所定値を超えていれば、制御回路は、イベント７２〜７６へ進み、これらのイベントにおいて、モータへ電力および制御信号を送信し、器具１８を第１の方向とは反対の方向へ回転させる。
【００２８】
イベント７２〜７６は、イベント５２〜６０に類似するものであるが、モータに器具１８を第１の方向とは反対の方向へ回転させる電力および制御信号を制御回路がモータに送信する点が異なる。さらに、反対駆動期間の持続時間は、イベント５２〜６０において論じた駆動期間の持続時間とは異なる場合が多いが、同じである場合もある。この実施形態および他の実施形態において、反対駆動期間の持続時間は、駆動期間の持続時間より短い。具体的には、駆動期間は、器具の角変位２０度によって決定される。さらに、器具の角変位は、絶対値として測定される。即ち、器具１８が反対駆動期間の第１の部分の間に第１の方向へ５度回転し、次いで反対方向へ１５度回転すれば、反対駆動期間は、器具が反対方向の１５度に達した時点で終わる。
【００２９】
また、他の実施形態も可能である。例えば、反対駆動期間中、制御回路は、イベント５６およびイベント５８において論じたように、器具１８に掛かる過剰なトルクの検査および器具１８に掛かる過剰なトルクに反応をしなくてもよい。
【００３０】
反対駆動期間の後、器具１８には、反対惰走期間が発生する。反対惰走期間中、制御回路は、反対惰走期間中に器具１８に発生した抗力を表す第２のパラメータを決定し、かつこれに応答して、進行方法を決定する。この実施形態および他の実施形態において、進行のためのオプションには、現在のプロトコルを反復すること、および器具１８を器具に掛かるトルクが少ない方向へ回転させること、が含まれる。この方向は、第１の方向とは異なる場合があり、かつ図２に関連して論じたプロトコル等の異なるプロトコルに準じ得る。進行のためのオプションには、器具１８の回転を停止すること、および現在のプロトコルにおける動作パラメータのうちの１つまたはそれ以上を修正しかつ修正されたプロトコルに従って器具１８を回転させること、も含まれる。
【００３１】
反対惰走期間のイベント７８〜８２は、イベント６２〜６６に関連して論じた惰走期間に類似するものであるが、器具の回転が、必ずしもそうではないが惰走期間であるイベント６２〜６６の間の器具１８の回転とは反対であることが多く、かつ持続時間は惰走期間である６２〜６６よりも短い場合が多い点が異なる。同様に、反対惰走期間であるイベント８４〜８６の間に器具１８に発生した抗力を表す第２のパラメータの決定は、惰走期間であるイベント６８およびイベント７０の間に器具１８に発生した抗力を表す第１のパラメータの決定に類似するものであるが、トルクの値が、必ずしもそうではないが惰走期間であるイベント６８およびイベント７０の間に使用されかつ掛けられたトルク値より少ない場合が多い点が異なる。
【００３２】
図４および図５は、各々本発明の一実施形態による、図３に関連して論じた適応回転プロトコルをグラフで示したものである。図４に示されているグラフは、器具１８を第１の方向へ一定期間に渡って回転するように駆動し、次いで器具１８を別の期間に渡って惰走させ、次に、器具１８を再度第１の方向に回転するように駆動するプロトコルを示す。このサイクルは、惰走期間に渡って器具１８に掛かるトルクの量が所定値を超えない場合に発生可能である。図５に示されているグラフは、器具１８を第１の方向へ一定期間に渡って回転するように駆動し、次いで器具１８を別の期間に渡って惰走させ、次いで器具１８を第１の方向とは反対の方向へ回転するように駆動し、次に、器具１８を再度第１の方向に回転するように駆動するプロトコルを示す。このサイクルは、惰走期間に渡って器具１８に掛かるトルクの量が所定値を超える場合に発生可能である。図５には、各々第１の方向における、反対方向回転の１サイクルから、これに続く駆動−惰走−駆動期間のサイクルへのプロトコルの変化も示されている。
【００３３】
図４を参照すると、この実施形態および他の実施形態において、駆動期間１００は、図３におけるイベント５２〜６０に関連して論じた駆動期間を表す。惰走期間１０２は、図３におけるイベント６２〜７０に関連して論じた惰走期間を表す。次の駆動期間１０４は、次のサイクルの始まりであって、図３におけるイベント５２〜６０に関連して論じた駆動期間を表す。次の惰走期間１０６は、図３におけるイベント６２〜７０に関連して論じた惰走期間を表す。また、次の駆動期間１０８は、第３のサイクルの始まりであって、図３におけるイベント５２〜６０に関連して論じた駆動期間を表す。
【００３４】
図５を参照すると、この実施形態および他の実施形態において、駆動期間１２０は、図３におけるイベント５２〜６０に関連して論じた駆動期間を表す。惰走期間１２２は、図３におけるイベント６２〜７０に関連して論じた惰走期間を表す。反対駆動期間１２４は、図３におけるイベント７２〜７６に関連して論じた反対駆動期間を表す。反対惰走期間１２６は、図３におけるイベント７８〜８６に関連して論じた反対惰走期間を表す。次の駆動期間１２８は、先行サイクルとは異なる次のサイクルの始まりであって、図３におけるイベント５２〜６０に関連して論じた駆動期間を表す。次の惰走期間１３０は、図３におけるイベント６２〜７０に関連して論じた惰走期間を表す。また、次の駆動期間１３２は、次のサイクルの始まりであって、図３におけるイベント５２〜６０に関連して論じた駆動期間を表す。
【００３５】
図６は、本発明の一実施形態による、図１の歯内治療システムが実装し得る別の切削および／または擦過方法を示す概略図である。本方法は、器具１８を第１の方向へ一定期間に渡って回転するように駆動し、次に、この期間の終わりで、器具１８を同じ方向へ別の期間に渡って駆動するか、器具１８を反対方向へ駆動するかを決定するプロトコルを含む。器具１８が、駆動期間中に最小閾値を超えるトルクを掛けられていれば、器具１８は、一定期間に渡って第１の方向とは反対の方向へ回転される。器具１８が、駆動期間中に最小閾値を超えるトルクを掛けられていなければ、器具１８は、第１の方向へ別の時間期間に渡って回転される。器具１８に最小値を超えるトルクが掛けられた後に器具１８を逆回転させることにより、器具１８は、駆動期間中にモータによって器具に加えられる負荷下で蓄積された応力を軽減することができる。
【００３６】
このプロトコルは、図３に関連して論じたプロトコルに類似するものであるが、このプロトコルは、第１の方向への駆動期間後、または反対駆動期間後に惰走期間を含まない点が異なる。より具体的には、イベント１５０〜１５８は、各々イベント５２〜６０に類似し、したがって、イベント５２〜６０に関する考察はイベント１５０〜１５８に当てはまる。このプロトコルと、図３に関連して論じたプロトコルとの相違は、イベント１６０において、制御回路が、モータが器具１８を第１の方向へ駆動する期間中に器具１８に掛かったトルクを、所定の最小閾値のトルクと比較することにある。
【００３７】
図６を参照すると、最小閾値のトルクは、所望される任意の最小値であってもよく、かつ制御回路が使用するためにユーザによって手動で入力されても、自動的に入力されてもよい。この実施形態および他の実施形態において、最小閾値トルクは、５０ｇｃｍであり、かつ制御回路により器具１８の破壊を防止するために使用される所定の最大限度のトルクは、３００ｇｃｍである。したがって、器具１８に３００ｇｃｍを超えるトルクが掛かっていなければ、制御回路は、駆動期間が終わるまで器具を回転させる。駆動期間が終わると、制御回路は、器具１８に最小閾値を超えるトルクが掛けられたか否かを決定する。器具１８にこうしたトルクが掛かっていなければ、制御回路は、イベント１５０へ戻り、モータに、器具１８を第１の方向へ別の期間に渡って駆動するように指令する。しかしながら、器具１８に、最小閾値を超えるトルク、例えば６０ｇｃｍが掛けられていれば、制御回路は、イベント１６２へ進み、制御回路はここで、モータに器具１８を逆回転させるように指令する。イベント１６２は、図３に関連して論じたイベント７２およびイベント７６に類似するものであり、したがって、イベント７２およびイベント７６に関する考察がイベント１６２に当てはまる。
【００３８】
制御回路は、器具１８に掛かったトルクを、所望される任意の方法で決定してもよい。例えば、この実施形態および他の実施形態において、制御回路は、器具１８の角変位を一定期間に渡って監視してもよい。他の実施形態において、制御回路は、器具１８が特定の角距離を回転するために要する時間期間を監視してもよい。さらに他の実施形態において、制御回路は、器具１８の回転速度を監視してもよい。さらに他の実施形態において、制御回路は、器具１８の角変位、器具１８が回転する時間期間、および器具１８の回転速度、のうちの２つ以上を監視してもよい。
【００３９】
また、プロトコルの他の実施形態も可能である。例えば、図３に関連して論じたプロトコルと同様に、制御回路は、反対駆動期間中に器具１８に掛けられたトルクを決定し、かつこれに応答して、進行方法を決定してもよい。進行のためのオプションには、現在のプロトコルを反復すること、および器具１８を器具に掛けられるトルクが少ない方向へ回転させること、が含まれてもよい。この方向は、第１の方向とは異なる場合があり、かつ図２および／または図３に関連して論じたプロトコル等の異なるプロトコルに準じ得る。進行のためのオプションには、器具１８の回転を停止すること、および現在のプロトコルにおける動作パラメータのうちの１つまたはそれ以上を修正しかつ修正されたプロトコルに従って器具１８を回転させること、も含まれてもよい。例えば、反対駆動期間の持続時間は、駆動期間および／または反対駆動期間において測定されるトルクに比例して増加してもよい。
【００４０】
これまでに行った考察は、当業者が本発明を利用できるように提示されている。持続時間に対する様々な変更は、当業者には容易に明白となり、かつ本明細書における一般原理は、本発明の精神および範囲を逸脱することなく他の実施形態およびアプリケーションに適用されてもよい。したがって、本発明は、示されている実施形態に限定されるべきものではなく、本明細書に開示されている原理および特徴に一致する最も広範な範囲を与えられるものとする。
【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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【図６】
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