JP5891542B2 - 医療器具に値を入力するための操作素子および方法 - Google Patents

Description

本発明は、医療器具に値を入力するための操作素子および方法に関する。さらに、本発明は、このような操作素子が設けられており、これを用いて本発明の方法を行なうことのできる医療器具に関する。

従来、注入装置、外科的装置、呼吸装置などの医療器具または歯科器具に、例えば薬剤または呼吸する空気の供給を制御するため、または、ドリルの速度を制御するための値およびパラメータを、レバー、押しボタン、または、回転つまみを用いて入力することは知られている。これらの操作素子の欠点は、押しボタンまたはスイッチなどの操作素子と医療器具の表面との界面に埃およびバクテリアが集まり、このことにより、これらの界面の確実な洗浄および殺菌は困難になり、または、著しく制限されてしまうという点である。

さらに、従来のスイッチ、レバー、押しボタン、または、回転つまみでは、医療器具の個々の機能しか起動できない。すなわち、例えば、対応する回転つまみによってドリルの回転速度を設定することはできるが、同時に冷却液を供給することはできない。

従来の操作素子の更なる欠点は、現在値の調整が線形にしか行なわれず、医者は、現在値を変更するには、ちょうど現在値の位置する点で操作素子の適切なレバーまたは回転つまみをまず掴み、レバーまたはつまみを設定しようとする値の在る医者の所望する点へ移動または回転させる必要があるという点である。したがって、医者の本来の作業が、つまり、例えば外科的介入、または、歯科手術の間に、医療器具を操作するために妨害されてしまう。

最後に、従来の操作素子は、多くの場合、読み取りが困難であり、装置における短絡が装置の内部と接続された操作素子によってオペレータへ伝送されるかも知れず、傷害を引き起こすかもしれないという危険性を有している。

さらに、従来の技術では、電気的または電子的な装置に値を入力するために接触感知（「接触感知」とは、この場合、間隔を置いた操作手段の存在または不在も表面から検出するセンサーを含む）センサーを提供することが知られている。上記接触感知センサーは、パラメータパネル上のオペレータの指の位置を容量的に検出することによって、操作パネル上の指の当該位置に応じて、設定されることとなる指定の値を装置へ転送する接触値を生成する。（Quantum Research Group社の様々な製品を参照：www.qprox.com）。

本発明の目的は、医療分野における従来技術の上記欠点を克服すること、すなわち、１つの操作素子を用いて異なる制御信号を生成することのできる多機能性を実現し、操作パラメータの設定を単純且つ簡単にし、簡単に洗浄することができて衛生的な、医療器具に値を入力するための操作素子および方法を提供することである。

本発明は、独立請求項１、７、１３の特徴によって上記目的を達成する。有利な形態は、従属請求項に記載され、クレームされている。

本発明によれば、医療器具に値を入力するための操作素子は、１つまたは複数の接触感知センサーを備えている。接触感知センサーは、操作面を形成するカバーの下に取り付けられており、操作手段の存在もしくは不在、または、その位置を検出する。接触感知センサーに対する操作手段の存在もしくは不在、および／または、位置に基づいて、センサーによって接触値が生成される。この接触値を使用して、医療器具の指定の機能ユニットの現在値を変更する。この場合、現在値は、操作素子の表示部によって表示され、センサーの接触値を用いて、設定しようとする値に変更される。

本発明の利点は、特に、操作手段とセンサーとの間にカバーが取り付けられていてもよい点である。このカバーがあっても、センサーは操作手段の存在もしくは不在、または、位置を検出することができ、同時に、センサー、すなわち調整手段は、このカバーによって埃またはバクテリアから保護されている。その結果、医療器具の操作インターフェースを簡単に洗浄および殺菌することができる。

さらに、操作素子のこの形態は、どの機能ユニットに操作面が割り当てられているのかに応じて、同一の操作面を医療器具の異なる機能ユニットのために使用できるという利点を有している。したがって、例えば、長円形の操作面に、多数の接触感知センサーを設けてもよい。これらの接触感知センサーは、操作面に沿って配置されており、オペレータの指の位置を検出し、最小または最大の値に対する検出するセンサーの位置に基づいて、例えば歯科用ドリルのモーターへ制御信号を送信する。次に、モーターは、センサー位置に基づいて、指定の速度で回転し始める。次に、切替センサーに触れることによって長円形の操作面を冷却液の圧力制御に割り当てることができ、その結果、長円形の操作面に沿った指定のセンサーを改めて軽くたたくことで、穿孔中に冷却液を供給するための指定の圧力が生じる。

しかしながら、医者は、切り替えの選択肢を放棄することを望むならば、穿孔の開始前に、更なる切り替えセンサーに触れてもよい。その場合、長円形の操作面が同時に両方の機能ユニットに割り当てられ、その結果、医者は、手術中、長方形の操作面に沿ったある任意の点を軽くたたく、または、ある任意の点に触れるだけでよく、ある任意の穿孔速度と冷却液の供給のためのある任意の圧力とが同時に設定される。

操作面を形成するカバーは、操作手段からセンサーへ湿気が伝わらないように形成または取り付けられている。例えば、カバーは、医療器具の操作側におけるセンサーを完全に覆うように広がっている薄いプラスチック膜または薄いプラスチックカバーであってもよい。これにより、装置の洗浄および殺菌が著しく簡単になる。

この場合、接触感知センサーは、操作面を形成するカバーの下に取り付けられた容量センサーであり、カバーは、ガラス板またはプラスチックコーティングなどであることが有利である。また、操作手段は、ヒトの指であることが有利である。さらに、操作面は、起動される医療器具の機能ユニットに応じて、ドットの形であってもよいし、線または円の形であってもよい。その場合、操作素子の表示部は、本発明の特別の形態によれば、設定中も連続的にまたは断続的に現在値を示す。操作面上または操作面の近傍に、設定しようとする値または操作しようとする機能ユニットを示すマークも設けられている。本発明の好ましい形態によれば、センサーの近傍またはセンサー間に複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）が配置されている。発光ダイオードは、設定された値に応じて、最小値から現在値まで個々に、または、まとまって点灯する。設定しようとする値を設定するためには、例えば指などの操作手段を、操作面の任意に場所に置く、または、操作面へ向かって動かせば十分である。設定しようとする値を設定する方法について、本発明の方法の説明を参照して以下でより詳細に説明する。

医療器具に値を入力するための本発明の方法によれば、操作面を形成するカバーの下に取り付けられた接触感知センサーを起動して、操作手段の存在または不在、もしくは、センサーに対する操作手段の位置を検出し、接触値を生成する。操作手段の位置の測度であるこの接触値を用いて、現在値を変更する。この変更は、異なる設定様式により行なわれる。

１．絶対的な設定
絶対的な設定の設定様式では、操作面における設定しようとする値を軽くたたくことにより接触値が生成され、現在値は、設定しようとする値に即時に設定される。したがって、医療器具のオペレータは、操作面における、現在値を直接且つ即時に設定しようとする場所を、正確に、短く軽くたたくことで十分である。

２．相対的な設定
第２の好ましい設定様式によれば、操作面の接触値の方向における任意の点に触れることにより、現在値が接触値に達するまで、または、接触値が操作手段の不在によってリセットされるまで、現在値は連続的に変更される。現在値が例えば最小値の付近にあり、オペレータの指が例えば最大値の付近に置かれれば、現在値は、接触の瞬間から変化し始め、接触値の方へ連続的に変化し、オペレータの指が操作面から再び離れなければ接触値に達する。そうでない場合、現在値は、オペレータの指が離れた瞬間に位置したちょうど同じ点に留まる。

３．動的な設定
本発明の第３の好ましい形態によれば、操作手段により操作面上を１つの制御方向に擦ることによって、接触値が操作手段の不在によってリセットされるまで、現在値は連続的に変更される。この場合、ユーザーは、どの点で現在値が正確に見出されるかを予め気にすることなく、ユーザーの指で操作パネル上を擦る。操作パネル上を擦ることは、擦り始める時の指の位置に関係なく行なわれ、その結果、現在値は、ある任意の位置で指を離すまで、または、止めるまで、擦っている指の方向へ変化する。この場合、現在値は更に変化せず、すなわち、特に生成された接触値の方向へは更に変化せず、静止したままである。

動的な設定の変形例によれば、操作手段の擦る動きを加速すると、現在値の変化速度が変化する。ユーザーがユーザーの指により操作面上をより速く擦れば、現在値は操作手段（指、スタイラスなど）の制御方向へより迅速に変化する。

本発明の更に好ましい形態では、現在値は、表示部によって操作面の下もしくは近傍に連続的に、または、段階的に表示され、特に操作手段の存在もしくは不在とは関係なく変更される。

本発明の有利な実施形態を、添付の図を参照してより詳細に説明する。

図１に、歯の予防的治療のための歯科用の外科的装置１を示す。そのために、ハンドセットに配置されている金属先端を、ピエゾセラミック的に励起して振動させて歯の表面から有害なプラークを除去する。この目的のために、接続部６を介して、電気エネルギーを供給して超音波ハンドセット７を起動する。これと並行して、特別な冷却液（図３）がスタンド９の袋に準備され、ポンプ８を介して適切なホース（図３）によってハンドセット７へ供給される。超音波振動数を制御するために、第１操作素子３が、操作パネル２に配置されている。第１操作素子３は、回転対称である、すなわち、円形である。さらに、操作パネル２には、ドットの形の第２操作素子４が設けられている。第２操作素子４は、例えば第３操作素子５を切り替えるため、装置１をスイッチオン／オフするため、または、他の機能のために設けられている。最後に、操作パネル２に、長円形の第３操作素子５が設けられている。第３操作素子５は、液体の供給を制御するためのものである。当然、操作パネルは他の形であってもよい。しかしながら、全ての操作パネル３，４，５に共通するのは、図２に概略的に示す接触センサー１９を有していることである。接触センサー１９は、好ましくは絶縁性であるカバー２０の下に固定されており、接触部１８を有している。接触部１８を用いて、接触値１７を選択することができる。この接触値は、操作手段１１の位置を示す。絶縁性のカバー２０の範囲内に、マーク２１を組み込む、または、設けることができる。マーク２１は、最小もしくは最大の値、または、それらの間の１，２，３...１０などの値をオペレータに示す。

最後に、例えばフットスイッチ１０は、ハンドセットの機能、または、超音波装置をスイッチオン／オフするために使用される。

図３に、本発明の第１の好ましい実施形態を拡大した尺度で示す。スタンド９に固定された液体容器は、ポンプ８を介してハンドセット７へ液体を供給する。ポンプ８は、第３操作パネル５を介して制御可能である。図３から分かるように、操作素子５の後ろで接触感知センサー１９（図示せず）の近傍に、表示部１４（この実施形態では発光ダイオード）が配置されている。この表示部１４は、供給される液体の測度である現在値１６を、最小値１２から始まって最大値１３まで示す。設定しようとする値１５にヒトの指などの操作手段１１によって触れることによって、接触値１７が、操作素子５の後ろに配置されているセンサー１９によって生成される。接触値１７により、現在値１６が変更される。

図４に、円形である第１操作素子３のさらに有利な実施形態を示す。この場合、表示部１４は、接触感知センサー１９（図示せず）の構造を示唆する操作面２２の近傍に配置されている。図４に示すように、接触センサー１９は、指が接触することで、現在値１６を変更する接触値１７を生成する。この変更は、様々な実施形態において行なわれる。

図３に示すように、操作面２２を軽くたたくことにより、接触値１７が生成され、その結果、現在値１６が即時に変化し、現在値１６は、接触値１７に即時に変更される。接触値１７は、同時に、設定しようとする値１５も示している。あるいは、指１１を操作面２２に置くと、現在値１６は、接触値１７に達するまで、または、操作面２２から指を再び離すまで、接触値１７の方向へ連続的に変更される。このことにより、現在値１６は、指を離した瞬間に現在値１６があった点に留まる。

あるいは、図４に示すように、調整方向Ｒの方へ操作面２２に沿って指１１を円形に動かしてもよい。このことにより、調整方向Ｒに平行して、現在値１６も、設定しようとする値１５に達するまで変化する。具体的に表されるこの場合では、指１１は最小値１２のあたりにあったであろう。つまり、指１１を現在値１６の配置されている点に正確に置く必要はない。

本発明の操作素子は、驚くほどに簡単な構成に加えて、特に医療の分野で必要とされる複数の利点を有している。

操作面には電気的な構成要素がない。動かされる機械的部品がないので、制御の損耗がない。操作面は、実質的に任意の構成を有していてもよく、ソフトウエアにより操作素子の制御または個々の機能性を全く異なったものとすることができる。表面は平坦なので表面を簡単に洗浄および殺菌することができる。操作は、手術手袋を用いても簡単に行なえ、所望の設定は迅速に達成され、医者の希望に応じて直接制御できる。相対的な変化によっても、現在値を変更することができる。その結果、医者は、操作素子の任意の位置において変更を行なえる。手に器具を持ちながら指一本での操作による設定も可能である。全ての設定は非常に読み込みやすい。

上記の実施形態に代わって、オペレーターが接触感知センサー１９の正確な位置により簡単に届くように、操作面２２をへこませることもできる。すなわち、操作面２２を溝のように形成することもできる。このことにより、マーク２１の配置は支持される。同様に、操作面２２を軽くたたくこと、または、操作面２２に連続的に触れることの機能性を逆にすることもできる。すなわち、現在値１６の連続的な調整は、軽くたたくことによって行なわれる（そして、再び軽くたたくことによって終了する）。一方、操作面２２に連続的に、例えば最低０．５秒間、触れることで、現在値１６が接触値１７に即時に位置変更される。操作素子の機能性の位置変更も例えばダブルクリック（例えば、操作パネルを迅速に続けて軽くたたくこと）によって可能である。

本発明の３つの操作素子を有する歯科用の外科的装置を示す図である。 本発明の操作素子の概略的な断面図である。 本発明の操作素子の第１の好ましい実施形態を示す概略図である。 本発明の操作素子の第２の好ましい実施形態を示す図である。

Claims (9)

1. 値を入力するための操作素子を少なくとも一つ備えた医療器具であって、
   前記操作素子は接触感知センサーと、操作面とを備え、
   前記接触感知センサーは、操作面を形成する絶縁性のカバーの下に取り付けられた容量センサーであり、操作手段の存在または不在を検出し、接触値を生成し、
   前記操作手段は、ヒトの指であり、
   前記操作素子の表示部は、最大値と最小値との間に現在値を表示し、
   前記現在値は、前記接触感知センサーの前記接触値によって、設定しようとする値に変更可能であり、
   前記操作面を形成する前記カバーは、前記操作手段から前記センサーへ湿気が伝わらないように形成および／または取り付けられており、
   前記現在値を変更する設定様式として相対的な設定様式と動的な設定様式とを備えており、
   前記相対的な設定様式では、前記操作面上を、前記現在値が前記接触値に達する或いは前記接触値が前記操作手段の不在によってリセットされるまで、前記操作面の前記最大値と前記最小値の間であって且つ前記現在値とは異なる任意の点に触れることによって前記現在値は連続的に変更され、
   前記動的な設定様式では、前記操作手段により前記操作面上の前記最大値と前記最小値との間を、前記接触値が前記操作手段の不在によってリセットされるまで、前記最大値から前記最小値へ及び前記最小値から前記最大値へのいずれか１つの制御方向に擦ることによって、擦り初めの指の位置に関係なく前記現在値は連続的に変更されることを特徴とする医療器具。
2. 請求項１に記載の医療器具において、
   前記操作面は、線、または、円の形であることを特徴とする医療器具。
3. 請求項１または２に記載の医療器具において、
   前記設定しようとする値を設定するために、前記操作手段を前記操作面の任意の位置に置く、および／または、移動させることができることを特徴とする医療器具。
4. 操作面を形成するカバーの下に取り付けられた接触感知センサーが、操作手段の存在または不在を検出し、接触値を生成する、医療器具に値を入力する方法において、
   前記接触感知センサーは、絶縁性のカバーの下に取り付けられた容量センサーであって、前記値が入力される設定様式として相対的な設定様式と動的な設定様式とを備えており、
   前記操作手段は、ヒトの指であり、
   現在値が、最大値と最小値との間に連続的に表示されるとともに、前記接触感知センサーの接触値によって、前記現在値が設定しようとする値に変更され、
   前記操作面を形成する前記カバーは、前記操作手段から前記センサーへ湿気が伝わらないように形成および／または取り付けられており、
   前記相対的な設定様式では、前記操作面上を、前記現在値が前記接触値に達する或いは前記接触値が前記操作手段の不在によってリセットされるまで、前記操作面の前記最大値と前記最小値の間であって且つ前記現在値とは異なる任意の点に触れることによって前記現在値は連続的に変更され、
   前記動的な設定様式では、前記操作手段により前記操作面上の前記最大値と前記最小値との間を、前記接触値が前記操作手段の不在によってリセットされるまで、前記最大値から前記最小値へ及び前記最小値から前記最大値へのいずれか１つの制御方向に擦ることによって、擦り初めの指の位置に関係なく前記現在値は連続的に変更されることを特徴とする方法。
5. 請求項４に記載の方法において、
   前記操作手段の擦る動きを加速すると、前記現在値の変化速度が変更されることを特徴とする方法。
6. 請求項４又は５に記載の方法において、
   前記現在値は、表示部によって連続的に表示されることを特徴とする方法。
7. 前記少なくとも１つの操作素子は、線、または、円の形をした操作面を備え、
   前記操作面は、薬剤もしくは洗浄液の流量および／または流れの強度を入力するため、あるいは、他の医学的なパラメータの入力のための操作パネルに設けられている、請求項１から３のいずれか１項に記載の医療器具。
8. 請求項７に記載の医療器具において、
   前記操作素子を少なくとも３つ有する操作パネルを備え、前記操作素子は、請求項４から６のいずれか１項に記載の方法によって調整可能である医療器具。
9. 請求項８に記載の医療器具において、
   前記操作パネルは、密閉された、特に防水性の表面を形成し、前記表面に、前記操作面が凹部によって形成されていることを特徴とする医療器具。

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