【手続補正書】
【提出日】平成18年5月1日(2006.5.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】  明細書
【発明の名称】  医療目的のための穿孔、切断およびネジ締め器具の作業装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】  それぞれ所定の回転数範囲と最大許容トルク負荷限界とを有する医療上の穿孔、切断およびネジ締め器具（６）に対する電気駆動装置において、
最大トルクと回転数を電流強度と回転周波数によって予め設定可能なステップモータ（１）を備えていることを特徴とする電気駆動装置。
【請求項２】  ステップモータ（１）の出力軸（１ａ）は減速機構及び加速機構を介さずに、或いはこれらのうち少なくとも一つを介して器具（６）に結合していることを特徴とする請求項１に記載の電気駆動装置。
【請求項３】  ステップモータ（１）は減速機構または加速機構を備えずに毎分１００〜３００回の動作回転数範囲を有し、設定されたトルクに等しいかより大きい負荷の時に、停止することを特徴とする請求項１または２に記載の電気駆動装置。
【請求項４】  動作回転数の範囲はステップモータのスタート・ストップ速度スペクトルであり、この範囲内ではステップモータ（１）は停止状態の後にトルク負荷が低減されると自動的に再び始動することを特徴とする請求項３に記載の電気駆動装置。
【請求項５】  ステップモータ（１）はそのスタート・ストップ速度スペクトルの範囲外で毎分６０００回の速度まで駆動できることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の電気駆動装置。
【請求項６】  ステップモータ（１）から取り出せるトルクは０と４Ｎｃｍの間にあることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の電気駆動装置。
【請求項７】  ステップモータ（１）は少なくとも最大トルクに達したり、又はそれを越えると増幅モードで制御でき、このモードではステップモータは一定の左右運動、例えば巡礼ステップを行い、その時最大トルク以下となるとその優先方向に更に回転することを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の電気駆動装置。
【請求項８】  左右運動はその都度一定の次数に制限されていることを特徴とする請求項７に記載の電気駆動装置。
【請求項９】  駆動装置はグリップ部を備えた歯科医療用のハンドピースであり、この中にはステップモータ（１）で駆動できる駆動シャフトの列が設けられていることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の電気駆動装置。
【請求項１０】  前記請求項の何れか１項の構成を備えた電気駆動装置を自己校正する方法において、以下の処理ステップ、
ａ．モータに特有な開放電流以下の最小電流をモータ（１）に印加し、
ｂ．回転場を一定ステップ可変した後、電流を段階的に高め、
ｃ．モータ（１）が始動する電流値を検出する、
を備えていることを特徴とする方法。
【請求項１１】  検出した電流値を損失電流として記憶し、入力されている最大電流に加えることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】  自己校正は、モータ（１）の始動時、駆動装置の交換時、及び所定のあるいは特定の時間周期の後のうち少なくとも一つの場合に行われることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１３】  損失電流は、主に駆動装置で使用している電子的に検知できるコードの形にして、あるいは医師により手動で入力され、損失電流は工場側で既に測定されていることを特徴とする請求項１０〜１２の何れか１項に記載の方法。
【請求項１４】  医療の器具、特に内器具の状態を監視する方法において、以下の処理ステップ、
ａ．器具に特有な最大許容負荷量をコンピュータに入力し、
ｂ．現在の処置で生じる部分負荷量を検出して、先行する処置で生じた、状態に依存する全負荷量に対して前記部分負荷量を加算し、
ｃ．最大の許容負荷量を現在の全負荷量と比較し、そして、
ｄ．全負荷量が許容負荷量に達するかあるいはそれを越えたなら、交換信号を出力する、
を実施することを特徴とする方法。
【請求項１５】  負荷量は回転数、トルクおよび処置時間から定まる理論的な量であることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】  多数の器具が一つの入れ物に保管され、しかもそれぞれ一つのコードが付けてあり、これ等のコードにはそれぞれ器具および状態に依存する量が割り当てられていることを特徴とする請求項１４または１５に記載の方法。
【請求項１７】  同じ器具を用いて処置をした後、この器具に関する滅菌処理周期に関する回数を数え、滅菌処理周期の器具に依存する最大回数と比較し、最大回数となっているあるいはそれ以上になった場合に交換信号を出力することを特徴とする請求項１４〜１６の何れか一項に記載の方法。
【請求項１８】  器具の交換はそれぞれコンピュータに通報され、これにより状態に依存する量がリセットされることを特徴とする請求項１４〜１７の何れか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
この発明は、医療目的に伝統的に使用されている穿孔、切断およびネジ締め器具に対する電気駆動装置およびこの駆動装置を調整し器具の状態を監視する方法に関する。
【０００２】
医療では、この種の作業器具は、例えば歯科治療で通常の歯根管処理のために、あるいは骨の穿孔やネジ切りのため、ピンをネジ込むためにも使用される。これ等の作業も、扱うべき歯または骨を傷付けないため、歯科医により、もしくは執刀医により手動で行われる。
【０００３】
例えば歯科治療では通常の歯根管の処置は歯科用のハンドピース内で電気駆動される穿孔器具により行われる。この駆動には、例えばカフォ社（Firma KaVo) により名称「イントラマチック・ルクス」"INTRAmatic LUX"として市販されているような、集電極なしの直流駆動が一般に使用される。通常歯科医療の穿孔器具を作動させるために使用されるこの種の駆動部は、歯科医療で使用されている制御コストでは、トルクが２〜３Ｎｃｍの場合、毎分約２０００〜４０００回の最低回転数範囲から毎分約４００００〜６００００回の最高回転数範囲内で使用され、歯科医療用のハンドピースの中に組み込まれている。
【０００４】
歯根管を処置するため、その処置の間に適宜選択可能な内部器具を使用し、この器具により異なった直径や異なった形状を有する歯根を除去する。これは、例えば長さが約２０〜３０ｍｍの先端に向けて先細り、適宜選択可能で、螺旋状の穿孔器具で行われ、この穿孔器具は回転して歯根にネジ込まれる。その場合、この穿孔器具を引き抜き歯根が除去される。この種の穿孔器具の製造メーカーの表示によれば、その動作回転数範囲は毎分約１００〜５００回、特別な場合、毎分１８００回までになる。それ故、この種の器具に対して最適な動作範囲にするため、周知のグリップエンドに組み込むのに適した現在使用されている毎分２０００〜４００００回の前記回転数スペクトルでは、減速比ｉ＝１６〜２０：１の変換部が後置接続されている。このような伝達機構により医療分野で周知の電動モータの利用分野はこの類の柔軟な螺旋穿孔器具の駆動にも拡張されている。しかし、変換伝達機構は丁度この係数だけトルクも高める。つまり伝達機構の作業度損失分だけ低減する。
【０００５】
本発明者の研究によれば、このトルクにより、例えば歯根管を処置するため、現在使用されている殆ど全ての内器具は何度かその破断限界上に負荷を受けることが分かっている。即ち、例えば歯根管を除去するための適宜選択可能な螺旋穿孔器具は最大で０．２Ｎcmまでの負荷を受けることが分かっている。このトルク限界を越えると、螺旋穿孔器具は折れて処置すべき歯根管に刺さったままになる。このような事故はしばしば手術でのみ除去される。
【０００６】
上記の問題に鑑み、この発明の課題は、殆ど全ての内器具、特に穿孔やネジ切り、ピンのネジ込み用の器具で電気駆動装置を使用できるように、制御技術経費を低減して、回転数範囲やトルク範囲を可変調整できる医療の内器具用の電気駆動装置を提供することにある。
【０００７】
上記の課題は、この発明により、請求項１の特徴構成を備えた医療器具用の電気駆動装置により、またこの作業装置を調整したり校正するための請求項１０のこの発明の方法により解決されていて、これにより最大トルクを正確に調整させることができる。
【０００８】
従って、請求項１の発明は所定の回転範囲と最大許容トルク負荷限界を持つ医療の穿孔、切断およびネジ切り器具用の電気駆動装置の構成にあり、この駆動装置は最大トルクと回転数を電流強度と回転周波数で指定できる電気的なステップモータを有する。広範囲な実験は、現在知られている内器具用の駆動部としてステップモータを用いると、この器具の折れ曲がりが実際の使用で防止される結果を立証している。この場合、過負荷の時にモータを最大で阻止するステップモータの「故障の場合」の効果を利用している。その場合、制御技術的な経費が極度に低くなっていて、ほぼステップモータの電流強度とパルス変換の調整に制限される。
【０００９】
この発明の特別な目的は、前記の作業装置が異なった効率を持つ種々のハンドピースや種々の駆動シャフトの列に対して利用できなければならいことにある。換言すると、モータに設定されている最大のトルク限界が、ハンドピースの場合、器具に直接最大に加え得るトルクと一致しない。従って、駆動装置を調整するこの発明の方法は自己校正ステップ（キャリブレーションステップ）を備えていて、このステップは、例えば運転開始時、ハンドピースもしくはグリップ部もしくは駆動シャフトの列を交換した後及び一定の時間間隔のうち少なくともどちらかで行われる。この場合、原理的にはこの発明のステップモータに突発電流以下の所定の最小電流が印加する。それに基づき、ステップモータが動き出すまで電流を段階的に上昇させる。ステップモータが動き始めた最終の電流値は駆動シャフトの列の摩擦に打ち勝つのに必要であって、それ故に作業装置の電流に比例している電流として記憶される。
【００１０】
請求項２の電気駆動装置は、ステップモータの出力軸が減速部もしくは加速部を備えてまたは備えないで器具に連結していることにより構成されている。その場合、減速部或いは加速部を備えていない請求項３のステップモータは毎分１００〜３００回の動作回転数範囲を有し、設定されたトルクに等しいもしくは大きい負荷が加わると止まる。
【００１１】
更に、請求項４によれば動作回転数範囲はステップモータのスタート・ストップ速度スペクトルであり、この中ではステップモータは停止の状態の後にトルク負荷が低減すると自動的に再び動き出す。この場合、請求項５によれば、ステップモータがスタート・ストップ速度スペクトルの外でも毎分６０００回の速度まで駆動されるなら、有利でもある。
【００１２】
上記の発展により、器具の破損の恐れを著しく低減して破壊荷重の小さい器具に対して電気駆動部を使用することを拡張できる。こうして、器具を何度も使用できる可能性が開ける。本出願人によりその間に得られた使用期間の増大と共に内器具に対する破壊負荷限界が変更されていることが分かる。これにより、研究の範囲内で若干の内器具に対して分析的に破壊確率が小さく器具の切断力が充分である最大使用期間が求まった。この最大使用期間を越えると、多くの破損が材料の疲労や得られた断面像の著しい劣化の結果となって現れる。
【００１３】
本発明者により新しく開発された構想の駆動部の能力や潜在的な信頼性を充分に利用できるため、使用している器具の状態に関するできる限り正確な知識が必要であり、何れにしても、例えば不適切な駆動（過負荷）の結果でなく、長期間の使用で材料の疲労の結果による破損を防止するのに必要である。
【００１４】
この問題に鑑み、医療器具、特に内器具の状態を認識する新しい方法を提示すると技術的にも効果的である。
【００１５】
この発明によれば、請求項１４により、少なくとも以下のステップ、
ａ．器具に特有な最大許容負荷量をコンピュータに入力し、
ｂ．現在の処置で生じる部分負荷量を検出して、先行する処置で生じた、状態に依存する全負荷量に対して前記部分負荷量を加算し、
ｃ．最大の許容負荷量を現在の全負荷量と比較し、そして、
ｄ．全負荷量が許容負荷量に達するかあるいはそれを越えたなら、交換信号を出力する。
を備えている医療器具、特に内器具の状態を監視する方法が提示されている。
【００１６】
従って、前記の方法により器具、例えば適宜選択可能な螺旋穿孔器具に対して破損の恐れが最小となる最大負荷量が求まり、この器具に対する実際の負荷量が連続的に検出され、最大負荷と比較される。こうして、工具の充分良好な状態が保証できる。
【００１７】
請求項１５によれば、負荷量は使用された回転数もしくは回転速度、トルクおよび処理期間で定まる理論的な量として定義されている。更に、あるいはこれに加えて、滅菌周期に関する回数は負荷量に対する大きさとして使用される。
【００１８】
この発明の他の有利な構成は従属請求項の内容である。
【００１９】
以下、添付図面を参照して一つの好適実施例に基づき、この発明をより詳しく説明する。
【００２０】
図１から分かるように、歯科治療用のハンドピースは電源チューブの束１１に接続する電気駆動モータ１から成り、このモータの自由なシャフト端部１ａには曲がったグリップ部３を有するハンドピースの一部５の駆動シャフト部分２が連結している。ハンドピースの一部５自体にはグリップ部３があり、その外側端部には穿孔ヘッド７が配置されている。この場合、対向する端面には駆動モータ１をはめる他のスリーブ４が固定されている。ここでは、工具である歯科穿孔器具６が回転可能に収めてある穿孔ヘッド７と、更に電源導線８ａを有する照明装置８が取り付けてある。
【００２１】
この発明によれば、駆動モータ１はステップモータであり、以下の特性を有する。
【００２２】
ステップモータ１は毎分０〜６０００回と、所謂スタート・ストップ周期内で毎分約１００〜３００回の動作回転数範囲を有し、その場合、モータのトルク範囲は０と約４Ｎｃｍの間にある。このステップモータ１は、出力軸１ａを有するロータ（図示せず）と、外部カバー９を形成するモータカートリッジにより取り囲まれているステータ（図示せず）とで形成されている。このモータカートリッジはスリーブ状のアダプターカートリッジ１０に挿入される。このアダプターカートリッジは、再びハンドピースの一部、即ちグリップ部に端面で固定された他のスリーブ４に軸方向に挿入され、グリップ部３に固定されている。ステップモータ１と電源チューブの束１１の間の接続は種々の方法で行える。
【００２３】
更に図１に示すように、ステップモータ１の出力軸１ａは減速伝動装置もしくは加速伝動装置を用いることなく器具６の駆動シャフト部分２に直接連結している。即ち、駆動シャフト部分２はステップモータ１の出力軸１ａと同じ回転数で回転する。当然、曲がったグリップ部３内に減速伝動装置もしくは加速伝動装置も取り付けることができる。その場合、電気駆動装置は減速伝達機構を用いてあるいは加速伝達機構を用いてその時に使用していたグリップ部３を交換して、あるいは伝達機構なしにただ各グリップ部３をアダプターカートリッジ１０に装着して形成できる。
【００２４】
回転数が毎分０〜６０００回で、トルクの範囲が０と４Ｎｃｍの間にあるステップモータ１と、ステップモータ１の出力軸１ａおよび駆動シャフト部分２から成るこの発明による電気駆動装置の開発には、特にこの電気駆動装置で駆動すべき内器具の負荷能力に関する多くの研究が先行している。以下では、これについて簡単に立ち入る。
【００２５】
先ず、歯科治療の目的のために適宜選択可能な内器具を用いた研究が、特に歯根管を処置するために行われていた。既に冒頭で簡単に説明したように、この内器具は適宜選択可能な螺旋状の穿孔器具の形に形成されている。この穿孔器具は先端に向けて先細り、主にニッケル・チタン合金もしくはスチールで作製されている。この種の穿孔器具の最大許容回転数は毎分約１００〜１８００回である。これ等の研究は、上記類の穿孔器具がトルク約０．２Ｎｃｍの時にすでに折れてしまい、このトルク限界を越えると主に穿孔器具の外側端部領域に割れが生じることを示している。前記の特異な螺旋状の穿孔器具を駆動する現在周知の電気作業装置を用いた実際に近い他の研究は、見い出されている０．２Ｎｃｍの最大トルク限界を越えることを示している。歯根管は実際には直線状に延びているのではなく、曲がったり折れ曲がったり、しかも異なった長さを有する。歯根管内でこのような曲がり個所に達したり、あるいは歯根管の終端に達した時に穿孔器具が折れるといった恐れが大きくなる限り、この電気作業装置は過大な出力モーメントを有する。これは、例えば処置をする医師が電気作業装置をリアルタイムで止めたり引き戻して穿孔器具の破損を防止することができないくらい迅速に、速く、驚くように行われる。
【００２６】
この発明による電気駆動装置はその中に前記説明によるステップモータ１を使用し、例えば歯根管を処置するため図２の動作過程でステップモータの以下の特性を利用している。
【００２７】
使用するステップモータ１は構造上の理由によりそのスタート・ストップ周期内で毎分１００と３００回の間の回転数範囲で運転できる。即ち、モータはこのモータが停止し、自動的に再始動しようと試み、トルク要請が再び戻って始動したら、設定された最大のトルクの負荷を受ける。この「停止状態」は聞こえるだけでなく、処置する医師がハンドピースの振動によっても確実に感知できる。ステップモータの「停止状態」は、ステップモータの過負荷の発生とその認識、あるいは医師による反応の間の時間間隔に内器具、つまり螺旋穿孔器具の設定された最大のトルク限界から出る過負荷を防止する。その結果、何れの場合でも破損がトルクの過負荷により防止される。
【００２８】
更に、減速伝達機構もしくは加速伝達機構なしに電気駆動部による器具の直接駆動は、最大の許容電流強度とステップモータの回転周波数による回転数とを定めて器具に対する達成可能な最大トルクをほぼ正確に設定することを可能にする。しかし、この発明によるステップモータでは単に回転数やトルクを正確に調整するだけでなく、その回転方向も設定できる。これにより、以下の機能が実現する。
【００２９】
例えば歯根管を除去する穿孔器具が食い込み、トルク負荷が過度に上昇した結果、駆動器具が止まると仮定すると、ステップモータはスタート・ストップ周期内で再び始動しようとする。これは、医師がハンドピースで感じる振動またはガタツキ運動を与える。ここで、図２に示すように、モータが交互に回転方向を変えるようにステップモータまたはその回転周波数を制御できる可能性が生じる。つまり、場合によって電流強度の増加した狙い通り一定の往復運動（例えば、前進回転が次の後進回転よりも大きい所謂巡礼ステップ）となり、この電流強度は最大許容トルク以下のトルクに比例し、これを穿孔器具が再び剥がれるまで行い、そうすると主回転方向に回転する。この増強モードは医師による手動でも、最大トルクを越えた時自動的に導入される。
【００３０】
更に、そのような器具もこの発明による電気駆動装置により運転でき、高い回転数、例えば毎分２０００回で動作し、つまりスタート・ストップ回転数の外で動作することが分かる。その場合、この発明によるステップモータは一定の加速機能によりこの速度に加速され、この時、ステップモータに加わるトルクが設定された最大のトルク限界を越えたなら、止まり、その状態を維持する。しかし、この発明によるステップモータを毎分約２０００回の上記回転数範囲で運転すると、このステップモータが一度停止したら、もはや自動的に始動しない。それ故、電動モータを再びこの回転数に加速するには、回転周波数を例えば足踏みスイッチで手動により最大スタート・ストップ速度以下に低下させる必要がある。これにより、モータは新たに使用している器具で指定された作業速度へ高速回転させる。
【００３１】
この発明による電気駆動装置の上記説明から、この作業装置を多数の他の医療目的に利用できることが分かる。回転数およびトルクは簡単にしかも正確にステップモータで指定でき、これにより回転数および最大トルクを器具に合わせることができるので、特に、例えば骨折外科で必要となるような、予め穿孔した穴の中にネジを切ることができる。このネジは壊れない。何故なら、モータに過負荷があると、その最大トルク限界に応じてモータが簡単に止まり、再び始動しようとするからである。使用するステップモータでは回転方向を簡単に逆転できるので、穿孔器具もしくはネジ切り穿孔器具は一定の点あるいは侵入深さに達しても精密に取り出せる。同じことは、当然ネジ穴の中のネジ付きピンを回転させるのにも当てはまる。
【００３２】
この発明による作業装置に対する補助装置としては、異なったタイプの多数の器具やそれ等の技術データを保管している電子回路コンソールを使用する。こうして、作業装置をこの器具の許容値に調整するため、処置する医師は自分で利用する器具のタイプを入力または呼び出すだけでよい。
【００３３】
他の可能な応用分野としては以下のものが枚挙される。即ち、
【００３４】
１．虫歯を処置する場合には、虫歯にかかっているエナメル質の硬さが健康なエナメル質より弱いという事情を利用できる。つまり、侵されている歯の領域はその組織が変わり、健康な歯の領域に比べてその強度や硬さが変わる。ステップモータは取り出せる最大のトルクが病んでいる歯の材質を排出するためこの材質内で穿孔器具を駆動するのに充分であるように設定される。しかし、穿孔器具が健康なエナメル質に当たると、導入されるトルクはこの最大トルク限界を越える。そのためステップモータは止まる。健康なエナメル質はこれによりほぼ完全になったままである。それ以外では、そのように駆動された穿孔器具が僅かに振動する。この振動は健康なエナメル質から離れている場合、強く現れる。これにより、外傷、即ち歯科処置の間に神経セルを詰めることによる苦痛が低減される。
【００３５】
２．同じことは、例えば歯石の除去の場合にも当てはまる。この歯石もエナメル質に比べて硬さと強度に関して他の性質をもっている。この特性に対してこの発明による駆動装置を最適回転数とトルク限界に関して設定できる。
【００３６】
冒頭に簡単に説明したように、この発明による駆動装置は、その応用分野に関しても（異なった医療応用可能性），また異なったハンドピース構造に関してもできる限り適宜選択可能であるべきである。多くの研究の範囲内で分かったことは、ステップモータ自体に回転数やトルクを正確に調整できても、種々のハンドピースに対する器具に直接ずれ、或いは回転数及びトルクのうち少なくとも何れかの変動が現れることにある。この理由は、特に曲がり角度、材料、駆動シャフト列、軸受等、簡単にいえば、異なった製造メーカーのハンドピースは互いに異なった効率を有することにある。つまり、この発明によるステップモータに関して特定のトルクを設定すれば、穿孔器具に実際に到達可能な最大のトルクは効率に応じて（例えば摩擦等によるトルクの損失）、使用するハンドピースに応じて低減する。この結果は、トルクを器具に正確に合わせることが実際上不可能であるということにある。
【００３７】
この問題の解決策は、図３に示すように、この発明による自己校正処理にある。
【００３８】
この図３によれば、例えばハンドピースを交換した後、伝達機構または駆動シャフト列を決定するため、駆動装置の始動毎及び基本的には一定の時間間隔のうち少なくともどちらかで、医師により一定のアイドリングプログラムの形の自己校正処理が導入される。このプログラムは詳しく説明しない校正開始キーを操作して始まる。これによりステップモータは第一処理過程で最小の電流が印加される。この最小電流はステップモータ固有な開放電流内で選択されるか、あるいは既に標準化に従いこの値に設定されているので、モータはこの電流が加わっても始動しない。
【００３９】
回転場を一定ステップ変化させた後に、その都度、電流はステップモータが始動するまで一定の値だけ段階的に上昇させる。ステップモータのこの動作は医師により光または音響で、あるいはセンサで検出される。これにより、図３に示す校正処理の電流上昇プログラムループが手動または自動的に終了する。このプログラムループが終わると、次のステップで最後に設定された電流が開放電流として表に記憶される過程が進行する。この開放電流は同時に、使用するグリップ部による損失電流でもあり、この効率に対する値を間接的に表す。
【００４０】
今度は、使用する器具または意図する処置タイプに応じて望む電流強度が医師により入力されると、プログラムを実施するコンピュータは、グリップ部あるいは次の伝達機構による予測される損失を相殺するため、自動的に予め測定した損失電流を入力値に加算する。こうして、器具に対する最大トルクは入力された電流値に非常に正確に一致する。
【００４１】
前記の校正は、この代わりに、グリップ部の製造メーカー自体により既に標準化して実施され、電気的に読取可能な、またはコンピュータに手動入力できるコードの形にして、例えばグリップ部のハウジングに与えられる。即ち、グリップ部、ハンドピース、駆動シャフト列等は、工場渡しで効率の表示が付けてあり、医師が最大電流値を入力する場合にこの表示を考慮するか、あるいはコンピュータにより適当なセンサでこの表示を検知し、手動入力された電流の表を修正する時に損失電流として使用する。
【００４２】
従って、この発明は、特に穿孔、切断およびネジ締め器具を駆動する医療応用に対する電気駆動装置に係る。この主の内器具は所定の動作回転数範囲を有し、その材料と寸法に応じて、最大許容トルク負荷限界を有する。これ等の個別のトルク負荷限界を越えることを防止するため、駆動装置にステップモータが装備されている。このステップモータは最大トルク限界に達すると止まる。その場合、ステップモータの最大トルク限界は器具のトルク負荷限界以下に設定されている。トルク負荷限界を正確に決めるため、駆動装置はアイドリングの範囲内で校正過程を実施する。この校正過程では、器具までの使用している駆動シャフト列の効率が把握され、これにより零トルクに対する電流値を求める。
【００４３】
この発明の好適実施例による状態監視方法を以下に説明するため、異なった器具に対する一種のマガジンが多数の入れ物または箱の形にして用意し、その中に器具が番号付けされ、またはその外に符号化されて保管されていることを指摘しておく。図示していないコンピュータには、個々の器具の個数、位置及びタイプのうち少なくとも何れかが予め入力されているが、このコンピュータは、以下に説明するように、前記入れ物を管理し、各器具の状態に固有な値を割り当てている。
【００４４】
図４の使用期間監視プログラムは処置の開始前に手動で、または電気駆動装置、特にステップモータを動作開始させる時に自動的に開始させる。この装置は歯根処置の場合に使用される。
【００４５】
開始時には、処置する医師はマガジンから、主に意図する処置に特に適したタイプの器具のみを満たした入れ物を選び、入れ物からこれ等の器具の一つを取り出す。次いで、この医師は前記器具のコードをコンピュータに入力する。この代わりに、自動読取を可能にし、選んだ器具を認識することを可能にする適当なセンサ回路をコンピュータに装備してもよい。
【００４６】
冒頭で既に説明したように、例えば歯科治療で使用する器具の各々に対して最大回転数、負荷、使用期間等、および滅菌処理の最大回数に関する特別な値を求めることができ、これ等の値の一つから最大負荷量が理論値として求まり、この値を越えると、疲労割れに関する著しい上昇が確認できる。これ等の最大許容値もしくは最大負荷量は、マガジン内にある各器具に対してそれを仕分ける時に手動で、またはセンサにより自動的にコンピュータに入力されるので、コンピュータはそれに応じたコード呼び出しで器具に固有な値を呼び出すことができる。
【００４７】
器具、例えば歯根管を処置するための適宜選択可能な螺旋穿孔器具をハンドピースに挿入し、コンピュータが使用する器具に関して情報を受けた後、医師は駆動装置を作動させる処置を始める。駆動装置を作動させると、コンピュータは連続的に、例えば運転期間、負荷レベルを求める初期値としての電流レベル、回転数、及びステップモータの場合、回転数の基準値としてのサイクル数のうち少なくとも何れかを測定し、これ等の値を状態に特有な値として中間記憶器に保管する。
【００４８】
処置が終了すると、医師は駆動装置を止めるか、あるいは、この代わりに、コンピュータにこの器具の処置終了を知らせるため、終了信号をコンピュータに入力する。コンピュータは今度は測定および記憶した状態に特有な値を評価する。これ等の値は過去の処置に対する負荷の状況を表し、これ等から理論的な部分負荷量が算出される。この部分負荷量は、この器具に対する全負荷量を実際化するため、必要ならば、同じ器具で行われた処置の全負荷量に加算される。これにより、このプログラムが終了する。
【００４９】
上に説明したプログラム経過が終了すると、コンピュータは滅菌処理サイクルの監視プログラムを実行する。
【００５０】
処置後、医師の使用した器具は入れ物に戻される。次いで、入れ物と器具は洗浄され、滅菌処理にかける。研究によれば、この滅菌処理が器具を腐食させ、材料の劣化を加速させ、特に器具の切れ味を悪化させる。この理由のため、コンピュータは処置毎に滅菌処理の回数を数え、これにより、使用したこの器具の滅菌処理の全回数を明らかにする。
【００５１】
今度は、コンピュータは図５に従い実際の状態に特有な値、特に滅菌処理の全回数および全負荷量を明らかにした後、これ等の実際の値を使用した器具に対してこの器具に特有な最大許容値と比較し、最大値に達した時あるいはその値を越えた時に警報信号を出力する。この警報信号は医師にこの器具の必要な交換を指示する。この場合、医師はこの器具を入れ物に入れるのでなく、新しいものと交換する。
【００５２】
前記の説明から分かるように、この実施例では、処置の終了後に初めて器具の実際の状態を求め、最大許容状態と比較する。しかし、処置の間に例えば最大利用期間、つまり所定の最大負荷量に達したりそれを越える場合が生じる。この問題を簡単に解決するため、好適実施例によれば、最大の全負荷量を決める時に安全係数を一緒に算出する。この安全係数は、対応する器具を用いた平均的な処置の範囲内で実際の最大全負荷量に達しないように選択されている。
【００５３】
この簡単な処置の代わりに、特に図４の使用期間監視に対するプログラム経過は、図４に示すステップ「穿孔器具の検査」の前に、付加的なプログラム経過「器具の状態の把握と、最大負荷量を有する器具の実際の状態との比較」を挿入するように変更される。その結果、場合によっては、処置の間にも対応する警報信号を医師に出力できる。この場合、各器具の安全係数が低減し、器具の耐用期間がもっと延長される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  穿孔器具を保管したり電気駆動モータを入れるため歯科医療で一般的に使用される構造のグリップ部をこの発明の可能な応用例として示す。
【図２】  歯根管を処理する場合この発明による作業方法に関する流れ図を示す。
【図３】  自己校正処理に関する流れ図を示す。
【図４】  この発明の好適実施例により使用期間を監視するプログラム経過に関する流れ図を示す。
【図５】  螺旋穿孔器具の例でこの発明による滅菌処理周期を監視するプログラム経過に関する流れ図を示す。