TWI608830B - Drive system detection and control device - Google Patents

Description

驅動系統的偵控裝置

本發明係涉及一種驅動系統的偵控裝置，尤其指一種藉由驅動控制使導引定位裝置的導引、操作的記錄，透過偵控可以達到與實際一致。

現行手術技術是互動式用以追蹤醫療器材的位置，例如骨科手術、腹腔手術與牙科手術。輔助導航的牙醫治療系統係透過電腦輔助導航或尋跡系統利用該體積資料組記錄該病人的牙齒或下顎區域，相對於該電腦輔助的導航或尋跡系統，醫療儀器或裝置將會被記錄。

其中，多數的牙科導引定位系統技術是利用三維的電腦斷層掃描(CT)影像拍攝，重建預植牙區域的數位模型，將光學追蹤系統導入，利用光學式追蹤的方式追蹤手工具位置，配合空間定位技術的使用來處理影像，來追蹤實際的牙科治療區域，並將兩者座標連結，並即時在電腦斷層影像中顯示手工具位置，提供使用者在牙科訓練或牙科手術中，即時的顯示手工具的深度和角度，提供使用者即時的資料供判定工具是否失準。

前述配備有動作追蹤偵測、定位、導引系統的牙科教學模擬機台或診療台，可以達到三維數位化的手術或實習的操作過程記錄，手術過程包含如車牙、植牙、注射等需要較精準的手術操作行為，此數位記錄可用於術中的導引指示或術後的操作 記錄、技能評鑑。但是，這種追蹤偵測與定位的系統有以下的問題，因為系統限制，例如定位系統為光學系統，如果追蹤裝置與手工具中間有遮蔽情況產生，整個系統就無法偵測及取得當下的相關操作記錄，使得操作過程無法與記錄百分之百一致。如此一來無論是用於手術或實習的導引、操作的記錄、評鑑上，就無法達到與實際上完全一致。

本發明的目的是提供一種驅動系統的偵控裝置，透過偵控裝置使導引定位、器械操作開關感應裝置或/及練習模型感應裝置都在正確的作動位置時，該手術器械才可被正常驅動。

為達解決習知技術之問題，本發明係一種驅動系統的偵控裝置，係用於具有導引定位裝置的一牙科診療機台，該牙科診療機台設有一手術器械，用以提供診療或實習的操作，且該手術器械設有與該導引定位裝置相對應的定位元件，其特徵在於：一驅動偵控裝置設置電性連接於該牙科診療機台與該手術器械之間，且該驅動偵控裝置接收前述導引定位裝置的訊號，依該導引定位裝置與該手術器械的追蹤連線狀態控制該手術器械是否被正常驅動；及一控制板電性連接於該驅動偵控裝置上，且該控制板用於電性連接一器械操作開關感應裝置及至少一練習模型感應裝置，用以偵控器械操作開關及練習模型，依該器械操作開關或/及練習模型是否被正確定位，使該驅動偵控裝置控制該手術器械是否可被正常驅動。

其中，該驅動偵控裝置進一步可設置於該牙科診療機台內部，且該驅動偵控裝置與前述導引定位裝置電性連接，依 該導引定位裝置與該手術器械的追蹤連線狀態控制該手術器械是否被該牙科診療機台正常驅動。

其中，該導引定位裝置具動作追蹤偵測、定位、導引功能，在導引定位裝置可以追蹤偵測到該手術器械時，該驅動偵控裝置使該牙科診療機台可以正常驅動該手術器械；在該導引定位裝置無法追蹤偵測到該手術器械的異常連線時，該驅動偵控裝置截斷該牙科診療機台驅動該手術器械的動力源。

其中，當該手術器械被驅動的動力源為流體驅動時，該驅動偵控裝置控制流向該手術器械之管路內流體的流通與阻斷。

其中，當該手術器械被驅動的動力源為電力驅動時，該驅動偵控裝置控制到該手術器械間電力的導通與斷路。

其中，在該控制板偵測到裝有該器械操作開關感應裝置的器械操作開關被正確開啟定位時，該手術器械才可被驅動。

其中，在該控制板偵測到該前述練習模型感應裝置被正確安裝定位後，該手術器械才可被正常驅動。

本案的優點在於，藉由驅動偵控裝置接受導引定位裝置訊號的方式，可使導引定位系統在追蹤裝置與手術器械間有遮蔽或訊號干擾造成無法追蹤定位情況產生時，導引定位裝置無法追蹤偵測到手術器械的異常連線時，及在該控制板偵測到器械操作開關被正確開啟定位時，或在實習練習中偵測到練習用模型上被正確安裝定位後，該手術器械才可被正常驅動。透過偵控方式暫時阻斷手術器械的驅動動力源，使系統部分器械停止，待導引定位裝置可追蹤偵測，且周邊裝置已設於應該的位置後，再恢 復手術器械的驅動動力源，完整且正確的控制手術器械與周邊裝置的對應，在應該的時刻才可正常驅動手術器械，使實際操作與數位記錄資料透過偵控可以達到與實際一致。

100‧‧‧導引定位裝置

110‧‧‧定位元件

200‧‧‧牙科診療機台

210‧‧‧手術器械

300‧‧‧驅動偵控裝置

310‧‧‧控制板

311‧‧‧器械操作開關感應裝置

312、313‧‧‧練習模型感應裝置

圖1為本案實施例的系統示意圖。

圖2為本案另一實施例的系統示意圖。

茲有關本發明之詳細內容及技術說明，現以實施例來作進一步說明，但應瞭解的是，該等實施例僅為例示說明之用，而不應被解釋為本發明實施之限制。

請參閱圖1，本案實施例的系統示意圖。本案係一種驅動系統的偵控裝置，係用於具有導引定位裝置100的一牙科診療機台200，導引定位裝置100配備有動作追蹤偵測、定位、導引功能，可以達到三維數位化的手術或實習的操作過程記錄。該牙科診療機台設有一手術器械210，用以提供診療或實習訓練的操作，且該手術器械210設有與該導引定位裝置100相對應的定位元件110，利用光學方式進行追蹤定位，配合空間定位技術的進行影像處理，並利用追蹤工具在患者口腔/或練習用頭模的方位，可用於術中的導引指示或術後的操作記錄、技能評鑑，方便讓日後可針對使用歷程的疏失加以改進。其中該導引定位裝置100在醫療導引定位系統為已知的習知技術，在此不多加贄述。

一牙科診療機台200及由該牙科診療機台200延伸控制用於患者口腔/或練習用頭模(圖中未示)上的一手術器械 210，用以提供口腔手術或實習的操作，例如牙科手機、電動注射器、植牙機和洗牙機。其中被醫師或實習者拿在手上的手術器械210設有與該導引定位裝置100相對應的定位元件110，使該導引定位裝置100可對該手術器械210動作追蹤偵測及定位。

一驅動偵控裝置300設置電性連接於該牙科診療機 台200與該手術器械210間，且該驅動偵控裝置300接收該導引定位裝置100傳來的訊號，實施應用上，接收訊號的方式可以是利用導線，或現有已知的無線技術，利如藍牙、wifi之類的方式。

該驅動偵控裝置300依該導引定位裝置100與該手 術器械210的追蹤連線狀態控制該手術器械210是否被正常驅動。當該導引定位裝置100可以追蹤偵測到該手術器械210的動作，正常連線時，即該導引定位裝置100的追蹤裝置與手術器械210間無遮蔽或訊號干擾造成無法追蹤定位情況產生，該驅動偵控裝置300使該牙科診療機台200可以正常驅動該手術器械210。而當該導引定位裝置100無法追蹤偵測到該手術器械210，該導引定位裝置100與該手術器械210間為異常連線時，即該導引定位裝置100的追蹤裝置與手術器械210間有遮蔽情況產生，此遮蔽情況可能是裝置問題或使用者(醫師或實習者)擋在連線路徑上，該驅動偵控裝置300截斷驅動該手術器械210的動力源。

又一控制板310電性連接於該驅動偵控裝置300 上，且該控制板310用於電性連接一器械操作開關感應裝置311及至一練習模型感應裝置312、313。練習模型感應裝置312、313可以是練習用的上頜、下頜模型、植牙練習的牙模、贗復練習用單顆牙齒、注射部位模型等牙科練習用周邊模型的感應裝置。實 施時依該器械操作開關感應裝置311或/及練習模型感應裝置312、313(圖式以二個感應裝置為說明例，實施上依感應裝置連接數量需求，可設計該控制板310連接埠增減感應裝置的連接數量)是否被正確定位，使該驅動偵控裝置300控制該手術器械210是否被正常驅動。

該器械操作開關感應裝置311係裝置於器械操作開 關，如牙科手機使用的踏板開關，或是撥把開關，而注射器使用的電動按壓開關，由使用者(醫師或實習者)控制啟動，在使用者(醫師或實習者)以完成準備時，再正確啟動器械操作開關後，該手術器械210才可被驅動，避免不必要的動力源浪費，且避免非使用者的錯誤驅動。

如果在使用練習用頭模時，該控制板310偵測該練 習模型感應裝置312、313是否被正確安裝，例如上頜感應裝置與該下頜感應裝置被正確安裝定為在練習用頭模內，該手術器械210才可被正常驅動。實施上前述感應裝置可以是磁簧感應開關、霍爾效應器、按壓(短路)關關、光遮斷開關等市場已技術成熟具備安裝感應功能的感應開關，例如在該上頜感應裝置與該下頜感應裝置上增加磁簧感應開關，利用頭模磁力吸引感應方式，偵測該上頜感應裝置與該下頜感應裝置是否被脫離練習用頭模，確認實習者的練習環境，練習用頭模內的裝置是被正確裝置的，使實習者能按在練習的正確情境下練習。例如牙模放在頭部模型中才能車削，而不能把牙模取出來直接車削牙齒。

當該手術器械210被驅動的動力源為流體驅動時， 該驅動偵控裝置300控制流向該手術器械210之管路內流體的流 通與阻斷。例如牙科手機係用壓力氣體做為車削扭力源，實施上該驅動偵控裝置300可以透過已知的機械式或電磁式的技術方式，將該牙科診療機台200與該手術器械210間的管路阻斷，暫時停止供應流體驅動該手術器械210。

當該手術器械210被驅動的動力源為電力驅動時， 該驅動偵控裝置300控制導電至該手術器械210間電力的導通與斷路。例如馬達、或電動注射器等電控式的手術器械，實施上該驅動偵控裝置300可以透過電控方式，將該牙科診療機台200與該手術器械210間的電力供應完全或部份斷路，暫時停止供電驅動該手術器械210。

請再參閱圖2，本發明在實施上，該驅動偵控裝置 300亦可直接設置於該牙科診療機台200內，依該導引定位裝置100與該手術器械210的追蹤連線狀態控制該牙科診療機台200是否提供驅動動力源至該手術器械210。在該導引定位裝置100可以追蹤偵測到該手術器械210的正常連線時，使該牙科診療機台200依正常操作狀態驅動該手術器械。但在該導引定位裝置100無法追蹤偵測到該手術器械210的異常連線時，該驅動偵控裝置300截斷該牙科診療機台200至該手術器械210的動力源，使該牙科診療機台200失去部分動力源，而無法正常驅動該手術器械210。

相同的，該器械操作開關感應裝置311由使用者(醫 師或實習者)控制啟動器械操作開關，在使用者(醫師或實習者)以完成準備時，再正確啟動器械操作開關後，該牙科診療機台200才可正常驅動該手術器械210。

如前述，在使用練習用頭模時，透過該控制板310 偵測該練習模型感應裝置312、313被正確安裝在練習用裝置內時，該牙科診療機台200才可正常驅動該手術器械210。

而，當該手術器械210被驅動的動力源為流體驅動 時，該驅動偵控裝置300控制該牙科診療機台200內流體的流通與阻斷。例如牙科手機係用壓力氣體做為車削扭力源，實施上該驅動偵控裝置300可以透過已知的機械式或電磁式的技術方式，阻斷氣體流至整台牙科診療機台200內的管路，使該牙科診療機台200無法供應流體驅動該手術器械210。

當該手術器械210被驅動的動力源為電力驅動時， 該驅動偵控裝置300控制該牙科診療機台200電力的導通與斷路。例如馬達、或電動注射器等電控式的手術器械，可以透過電控方式，將該牙科診療機台200的電力供應完全斷路，使該牙科診療機台200無法供電驅動該手術器械210。

值得一提的是，實施上在電力供應完全或部份斷路 的選擇，應該依該手術器械210的狀態而定，以植牙機為例，如果完全斷電再通電，會有整機系統無法迅速重新啟動使用的問題，所以在實施上可在該手術器械210的馬達線安裝該驅動偵控裝置300進行部份斷電即可。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

100‧‧‧導引定位裝置

110‧‧‧定位元件

200‧‧‧牙科診療機台

210‧‧‧手術器械

300‧‧‧驅動偵控裝置

310‧‧‧控制板

311‧‧‧器械操作開關感應裝置

312、313‧‧‧練習模型感應裝置

Claims (7)

1. 一種驅動系統的偵控裝置，係用於具有導引定位裝置的一牙科診療機台，該牙科診療機台設有一手術器械，用以提供診療或實習的操作，且該手術器械設有與該導引定位裝置相對應的定位元件，其特徵在於：一驅動偵控裝置，其設置於該牙科診療機台與該手術器械之間，且該驅動偵控裝置與前述導引定位裝置電性連接，依該導引定位裝置與該手術器械的追蹤連線狀態控制該手術器械是否被驅動；及一控制板，其電性連接於該驅動偵控裝置上，且該控制板電性連接一器械操作開關感應裝置及至少一練習模型感應裝置，用以偵控該器械操作開關及該練習模型感應裝置，依該器械操作開關或/及該練習模型感應裝置是否被正確定位，使該驅動偵控裝置控制該手術器械是否可被正常驅動。
2. 一種驅動系統的偵控裝置，係用於具有導引定位裝置的一牙科診療機台，該牙科診療機台設有一手術器械，用以提供診療或實習的操作，且該手術器械設有與該導引定位裝置相對應的定位元件，其特徵在於：一驅動偵控裝置，其設置於該牙科診療機台內部，且該驅動偵控裝置與前述導引定位裝置電性連接，依該導引定位裝置與該手術器械的追蹤連線狀態控制該手術器械是否被該牙科診療機台驅動；及 一控制板，其電性連接於該驅動偵控裝置上，且該控制板電性連接一器械操作開關感應裝置及至少一練習模型感應裝置，用以偵控該器械操作開關及該練習模型感應裝置，依該器械操作開關或/及該練習模型感應裝置是否被正確定位，使該驅動偵控裝置控制該手術器械是否可被該牙科診療器台正常驅動。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項之驅動系統的偵控裝置，其中，該導引定位裝置具動作追蹤偵測、定位、導引功能，在該導引定位裝置可以追蹤偵測到該手術器械時，該驅動偵控裝置使該牙科診療機台可正常驅動該手術器械；在該導引定位裝置無法追蹤偵測到該手術器械的異常連線時，該驅動偵控裝置截斷該牙科診療機台驅動該手術器械的動力源。
4. 如申請專利範圍第3項之驅動系統的偵控裝置，其中，當該手術器械被驅動的動力源為流體驅動時，該驅動偵控裝置控制該牙科診療機台與該手術器械間管路內流體的流通與阻斷。
5. 如申請專利範圍第3項之驅動系統的偵控裝置，其中，當該手術器械被驅動的動力源為電力驅動時，該驅動偵控裝置控制該牙科診療機台與該手術器械間電力的導通與斷路。
6. 如申請專利範圍第3項之驅動系統的偵控裝置，其中，在該控制板偵測到該踏板感應裝置被確定踏下，該手術器械才可被驅動。
7. 如申請專利範圍第3項之驅動系統的偵控裝置，其中，在該控制板偵測到該上頜感應裝置與該下頜感應裝置被確定安裝，該 手術器械才可被驅動。