Elektrisch angetriebene Bohrer werden insbesondere in der Zahnmedizin zur Zahnbehandlung als sogenannte medizinische Endo- Werkzeuge eingesetzt. Dabei wird der Bohrer von einem Elektromotor angetrieben, wobei der Bohrer beispielsweise in einem zahnmedizinischen Winkelstück gelagert ist, das auf ein Handstück eines Behandlungsgerätes gesteckt ist.

Nach einem Stand der Technik, wie er z. B. in der Druckschrift DE 198 20 639 A1 offenbart ist, wird der Bohrer durch einen Schrittmotor angetrieben. Mit einer geeigneten Steuerungseinrichtung für den Schrittmotor kann eine zulässige Drehmomentbelastungsgrenze und/oder ein zulässiger Drehzahlbereich des jeweils eingesetzten Bohrers überwacht und gesteuert werden. Die Steuerung wird über die anliegende Stromstärke und die Drehfeldfrequenz durchgeführt.

Umfangreiche Experimente erbrachten das Ergebnis, dass mit einem Schrittmotor als Antrieb für derzeit bekannte Endo-Werkzeuge deren Abbrechen im praktischen Einsatz verhindert wird. Hierbei macht man sich den Effekt des"außer Tritt Fallens"von Schrittmotoren zunutze, der maximal einen Stillstand des Motors bei Überlastung bewirkt. Der regelungstechnische Aufwand bleibt dabei äußerst gering und beschränkt sich im wesentlichen auf das Einstellen der Stromstärke und der Impulsgebung für den Schrittmotor.

In anderen Worten ausgedrückt, ermöglicht diese Entwicklung den erweiterten Einsatz elektrischer Antriebe auf Werkzeuge mit geringer Bruchlast bei einer erheblichen Verringerung der Gefahr eines Abbrechens des Werkzeugs. Damit wird die Möglichkeit eröffnet, ein Werkzeug mehrmals zu verwenden. Es hat sich nunmehr herausgestellt, dass die von der Erfinderin zwischenzeitlich ermittelten Bruchbelastungsgrenzen für Endo- Werkzeuge bzw. Endo-Bohrer mit zunehmender Einsatzdauer Veränderungen unterworfen sind. Im Rahmen von Versuchen konnte somit analytisch für einige Endo-Werkzeuge eine Maximal- Verwendungsdauer ermittelt werden, innerhalb der die Bruchwahrscheinlichkeit gering und die Schneidfähigkeit der Werkzeuge ausreichend ist. Bei Überschreiten dieser Maximal- Verwendungsdauer zeigten sich vermehrt Brüche in Folge von Materialermüdung sowie eine erhebliche Verschlechterung der erzielten Schnittleistung.

Um somit die Leistungsfähigkeit sowie das Sicherheitspotential des von der Erfinderin neu entwickelten Antriebskonzeptes voll ausnützen zu können, ist eine möglichst genaue Kenntnis über den Zustand des verwendeten Werkzeugs erforderlich, um in jedem Fall ein Abbrechen, nicht etwa in Folge eines unsachgemäßen Gebrauchs (Überlastung), sondern in Folge einer Materialermüdung bei zu langem Einsatz zu verhindern. Ausserdem ist es notwendig, die Information über den Zustand eines Werkzeugs dem Anwender möglichst einfach und sicher zur Verfügung zu stellen.

Wie in einem weiteren Stand der Technik gemäß DE 198 20 640 AI offenbart ist, wird ein Magazin für unterschiedliche Werkzeuge vorbereitet, in dem die Werkzeuge numeriert oder anderweitig codiert gebunkert sind. Dabei können für verschiedene medizinische Behandlungsarten Magazine mit verschiedenartigen Bohrern vorbereitet werden, die in vorbestimmten Reihenfolgen in dem Magazin eingesetzt sind. Die Reihenfolge und Art der Bohrer sowie Betriebsparameter der einzelnen Bohrer können dabei in einen Computer eines Bereitstellungsgerätes eingegeben und dort verwaltet werden. Dabei kann das Bereitstellungsgerät auch aus einem PC bestehen.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein medizinische Behandlungsvorrichtung zu schaffen, mit der die Sicherheit einer medizinischen Behandlung bei gleichzeitiger Vereinfachung der Anwendung erhöht werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine medizinische Behandlungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß ist eine medizinische Behandlungsvorrichtung mit einer fussbetätigbaren Steuereinheit und einem Handstück für ein medizinisches Werkzeug vorgesehen, wobei das Handstück über die fussbetätigbare Steuereinheit steuerbar ist. Diese medizinische Behandlungsvorrichtung ist des weiteren dadurch gekennzeichnet, dass das Handstück Überwachungseinrichtungen zur Überwachung von Gebrauchsinformationen zum medizinischen Werkzeug aufweist, die in einem in der fussbetätigbaren Steuereinheit vorgesehenen und mit dem Handstück im Datenaustausch stehenden Rechnersystem verarbeitbar sind.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beinhalten die Gebrauchsinformationen die Position des Werkzeugs an dem Magazin, eine werkzeugspezifische maximale Belastungsakkumulation und/oder eine Teilbelastungsakkumulation.

Damit können Informationen bereitgestellt werden, die die Betriebssicherheit und die Anwendung bei der Behandlung verbessern. Die Gebrauchsinformationen können auch Art, Aufbau, Einsatzparameter und andere den Bohrer selbst betreffende Informationen sowie die Anzahl der zulässigen und/oder bisher gefahrenen Behandlungszyklen umfassen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Überwachungseinrichtungen ein Anzeigesystem (32), ein Codierungssystem, eine Bestätigungseinrichtung und einen Mikrorechner aufweisen, die miteinander und mit dem Rechnersystem zusammenwirken. Mit den Überwachungseinrichtungen ist es nicht nur möglich, den Zustand des Werkzeugs über die Gebrauchsinformationen auszugeben, sondern es können auch verschiedenartige Behandlungsinformationen eingegeben und ausgegeben werden. Ausserdem ist es mit den Überwachungseinrichtungen möglich, die Daten bezüglich des Werkzeugs oder der Werkzeuge in einem Magazin auf dieses zu übertragen und/oder aus diesem auszulesen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung das Codierungssystem eine Einrichtung zum Erkennen von Codierungen eines Magazins und zum Verändern der Codierungen unter Berücksichtigung von Gebrauchsinformationen zum Werkzeug aufweist. Dabei sind die Einrichtung geeignet, Fixcodierungen des Magazins zu erkennen und/oder zu erstellen, die zur Identifizierung eines bestimmten Magazins geeignet sind.

Ausserdem kann die Einrichtung Codierungen und/oder Fixcodierungen erkennen, die in zumindest einem an dem Magazin fest angebrachten Transponder als Datenträgerelement speicherbar sind.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Werkzeug ein zahnmedizinischer Bohrer, vorzugsweise ein Endo-Bohrer.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die fussbetätigbare Steuereinheit durch eine an diese anschliessbare fussbetätigbare Zusatzsteuereinheit steuerbar.

Diese kann über ein Verbindungskabel oder eine drahtlose Verbindung mit der fussbetätigbaren Steuereinheit verknüpft sein.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist an die medizinische Behandlungsvorrichtung, vorzugsweise an die fussbetätigbare Steuereinheit ein rechnergestütztes Datenverarbeitungssystem anschliessbar. Damit wird erreicht, dass Daten auf das Rechnersystem und/oder den Mikrorechner übertragen werden können und/oder von dieser eingelesen werden können. So kann die Behandlungsvorrichtung geeignet an verschiedene Erfordernisse angepasst werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Mikrorechner und/oder das Rechnersystem zur Verarbeitung der die Gebrauchsinformationen betreffenden Daten vorgesehen.

Grössen, aus denen Parameter bezüglich den Gebrauchsinformationen bestimmt werden, können so aufbereitet werden, dass die Funktion der Behandlungsvorrichtung ohne ein weiteres Rechnersystem sichergestellt wird. Es handelt sich also bei der erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung um ein eigenständiges System.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Datenübertragung zwischen dem Handstück und der fussbetätigbaren Steuervorrichtung über eine Verbindungsleitung ermöglicht.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 stellt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Magazins dar.

Fig. 2 stellt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Systems mit dem Magazin gemäß Fig. 1 und Vorrichtungen zum Erkennen und Verändern der Codierungen des Magazins dar.

Fig. 3 stellt schematisch den Aufbau eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen medizinischen Behandlungsvorrichtung dar.

Zunächst wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 das erfindungsgemäße Magazin gemäß einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, das mit der erfindungsgemäßen medizinischen Behandlungsvorrichtung verwendet werden kann. Das Magazin 1 besteht aus einem standfähigen Körper, an dessen Oberseite Löcher 3i vorgesehen sind. Die Innendurchmesser der Löcher 3i sind so gewählt, dass Bohrer 4i mit der Spitze voran in die Löcher eingeführt und so in dem Magazin aufbewahrt werden können.

Das Magazin trägt an einer Seite eine Identifikationsbezeichnung ID, mit der jedes Magazin als Unikat kenntlich gemacht wird.

Ausserdem ist an jedem einzelnen Loch 3i an der Oberseite ebenfalls sichtbar eine Unterscheidungsmarkierung 5i angebracht, so dass jedes einzelne Loch von den anderen Löchern unterscheidbar ist. Diese Unterscheidungsmarkierungen können verschiedene Farben, Ziffern, Buchstaben oder andere Zeichen umfassen.

Desweiteren ist an dem Körper 1 des Magazins zumindest ein Transponder 2 angebracht. Der Transponder 2 ist fest an dem Körper 1 des Magazins angebracht. Der Transponder 2 weist ein Datenspeicherelement auf, das Daten enthält, die unveränderlich und/oder veränderlich sind. Die unveränderlichen Daten bzw. die Fixcodierungen in dem Datenspeicherelement betreffen beispielsweise die Identifikationsbezeichnung des Magazins.

Diese wird beispielsweise bei der Herstellung des Magazins 1 mit dem Transponder 2 einmalig festgelegt. Dabei muss die sichtbare Identifikationsbezeichnung nicht zwingend der gespeicherten Bezeichnung des Magazins entsprechen. Die veränderlichen Daten in dem Datenspeicherelement beinhalten Informationen bezüglich der in dem Magazin aufbewahrten Bohrer. Im folgenden wird zur Erklärung der die Bohrer betreffenden Informationen unter Bezugnahme auf Fig. 2 näher auf die Vorgehensweise bei der Verwendung der Bohrer eingegangen.

Fig. 2 stellt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Systems mit dem Magazin gemäß Fig. 1 und Vorrichtungen zum Erkennen und Verändern der Codierungen des Magazins dar, die zur Datenübertragung mit einem Behandlungsgerät und einem Bereitstellungsgerät verbunden sind.

Zur Vorbereitung eines Magazins 1. wird dieses vorzugsweise mit verschiedenartigen Bohrern 4i für eine bestimmte Behandlungsprozedur bestückt. Dabei kann die Bestückung und die Reihenfolge der Bohrer für das Magazin 1 einem Programm unter Eingabe der ausgewählten Behandlungsprozedur in ein rechnergestütztes Bereitstellungsgerät P entnommen werden. Die Bohrer werden entweder manuell entsprechend den Angaben des Programms in das Magazin an die vorgegebenen Positionen eingesetzt oder es wird ein bereits vorbereitetes Magazin bereitgestellt, das den Vorgaben entspricht. Über eine Vorrichtung 7 werden die Daten bezüglich der Bohrer auf das Datenspeicherelement übertragen. Dazu wird das Magazin 1 mit dem Transponder 2 in die Nähe der Vorrichtung 7 gebracht und dadurch die Informationen zwischen der Vorrichtung 7 und dem Transponder 2 ausgetauscht. Damit ist das Magazin 1 bereit zur Verwendung bei der Behandlung. Dazu wird das Magazin an einem Behandlungsgerät B bereitgestellt.

Das Datenspeicherelement des Transponders 2 enthält zu diesem Zeitpunkt neben der Identifikationsbezeichnung Informationen bezüglich der Art und Position einzelner Bohrer, der bisherigen akkumulierten Belastung jedes einzelnen Bohrers. Die akkumulierte Belastung eines Bohrers umfasst dabei die Dauer und Art der Belastung des Bohrers, der ein Bohrer bis zum aktuellen Zeitpunkt ausgesetzt wurde. Die Belastung kann beispielsweise theoretisch aus Werten für gefahrene Umdrehungszahlen, Drehmoment, Betriebsdauer und der Anzahl der Sterilisationszyklen ermittelt werden. Ausserdem liegen zu einem Bohrer Informationen bezüglich der zulässigen akkumulierten Belastung vor, die bei der Behandlung nicht zu überschreiten ist.

Zu Beginn wählt der behandelnde Arzt an dem Behandlungsgerät die geplante Behandlungsprozedur aus. Die Daten in dem Datenspeicherelement eines Magazins werden daraufhin in das Behandlungsgerät eingelesen, wodurch dem Behandlungsgerät sowohl die ID des ausgewählten Magazins als auch die Daten bezüglich der Bohrer des Magazins zugänglich werden. Zum Einlesen der Informationen des Datenspeicherelements wird das Magazin in die Nähe der Vorrichtung 9 geführt.

Nachdem das Werkzeug, beispielsweise ein flexibler Spiralbohrer für eine Wurzelkanalaufbereitung, in das Handstück eingesetzt und der Rechner des Behandlungsgerätes über das verwendete Werkzeug informiert ist, beginnt der Arzt mit der Behandlung, in dem das Antriebsgerät angefahren wird. Mit Anfahren des Antriebsgeräts wertet der Rechner des Behandlungsgerätes fortlaufend beispielsweise die Betriebszeitdauer, die Stromhöhe als Ausgangswert zur Bestimmung der Belastungshöhe, die Drehzahl und/oder im Falle eines Schrittmotors die Anzahl von Takten als Referenzwert gefahrener Umdrehungen aus und speichert diese Auswertung als zustandsspezifische Werte in einem Zwischenspeicher ab. Zusätzlich ist vorgesehen, dass die Behandlungszyklen und/oder die Sterilisationszyklen insbesondere für einen ausgewählten oder alle Bohrer gezählt und gespeichert werden.

Nach Beendigung der Behandlung schaltet der Arzt das Antriebsgerät ab oder gibt alternativ ein Beendigungssignal in das Behandlungsgerät ein, um diesem das Behandlungsende anzuzeigen. Der Rechner wertet nunmehr die gemessenen und abgespeicherten zustandsspezifischen Werte aus, welche ein Belastungsprofil für die vergangene Behandlung darstellen und errechnet hieraus eine akkumulierte theoretische Teilbelastung.

Diese Teilbelastung wird nunmehr einer akkumulierten Gesamtbelastung aus ggf. vorhergehenden Behandlungen mit dem selben Werkzeug hinzu addiert, um somit die akkumulierte Gesamtbelastung für dieses Werkzeug zu aktualisieren. Diese Daten werden dann über die Vorrichtung 9 in das Speicherelement des Magazins 1 übertragen.

Das vom Arzt verwendete Werkzeug wird nach der Behandlung in den Behälter zurückgesteckt. Behälter und Werkzeuge werden anschließend gereinigt und einem Sterilisationsvorgang unterzogen. Es hat sich in Versuchen gezeigt, daß dieser Sterilisationsvorgang die Werkzeuge angreift und zu einer beschleunigten Materialalterung insbesondere einem Abstumpfen der Werkzeuge führt. Aus diesem Grunde wird auch die Anzahl der Sterilisationszyklen ausgewertet und in dem Speicherelement des Magazins abgelegt.

Das Behandlungssystem vergleicht nunmehr nach Aktualisieren der tatsächlichen zustandsspezifischen Werte, insbesondere der Gesamtzahl an Sterilisationszyklen sowie der Gesamtbelastung, diese Ist-Werte mit den maximal zulässigen, werkzeugspezifischen Werten für das verwendete Werkzeug und gibt bei Erreichen oder Überschreiten eines der Maximalwerte ein Warnsignal aus, welches dem Arzt den notwendigen Austausch dieses Werkzeugs anzeigt. In diesem Fall wird der Arzt das Werkzeug nicht mehr im Behälter ablegen, sondern durch ein Neues ersetzen.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, wird in diesem Ausführungsbeispiel erst nach Beendigung einer Behandlung der Ist-Zustand des Werkzeugs ermittelt und mit dem maximal zulässigen Zustand verglichen. Es kann jedoch der Fall auftreten, daß bereits während einer Behandlung beispielsweise die maximale Benutzungsdauer d. h. die vorbestimmte maximale Gesamtbelastungsmenge erreicht oder sogar überschritten wird. Um dieses Problem auf einfache Weise zu lösen, wird gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel bei der Bestimmung der maximalen Gesamtbelastungsmenge ein Sicherheitsfaktor mit eingerechnet, der derart gewählt ist, daß im Rahmen einer durchschnittlichen Behandlung mit dem entsprechenden Werkzeug diese tatsächliche max. Belastungsmenge nicht erreicht werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen medizinischen Behandlungsvorrichtung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben. Die im Folgenden beschriebene medizinische Behandlungsvorrichtung kann mit dem vorstehend beschriebenen Magazin 1 verwendet werden. Ausserdem kann die medizinische Behandlungsvorrichtung die Vorrichtung 7,9 zur Aufnahme des Magazins 1 aufweisen. Bei der Beschreibung des folgenden Ausführungsbeispiels wird daher auf die genaue Erklärung des Magazins 1 und der Vorrichtung 7,9 verzichtet.

Wie Fig. 3 entnehmbar ist, weist die erfindungsgemäße medizinische Behandlungsvorrichtung hauptsächlich eine fussbetätigbare Steuereinheit 20 und ein Behandlungshandgerät bzw. Handstück 30 auf. An das Handstück ist ein Winkelstück 36 aufsteckbar, das zur Aufnahme des Bohrers 4i geeignet ist. Die Steuereinheit 20 besteht aus einem standfähigen Körper, an dem ein fussbetätigbares Pedal 21 angebracht ist. An dem Gehäuse der Steuereinheit 20 ist eine Öffnung angebracht, in die ein Anwender der fussbetätigbaren Steuereinheit 20 seinen Fuss so positionieren kann, dass er mit dem Fuss das Pedal betätigen kann, aber gleichzeitig die Steuereinheit 20 mit dem Fuss verschiebbar ist. Die Steuereinheit 20 weist ausserdem ein Rechnersystem 22 auf, das nachfolgend beschrieben wird.

Das Handstück 30 weist einen Motor 31 auf, wie vorstehend schon beschrieben wurde. Insgesamt hat das Handstück 30 die Funktionen, die schon im vorangehenden Ausführungsbeipiel beschrieben sind. Ausserdem ist ein Anzeigesystem 32, ein Codierungssystem 33, ein Mikrorechner 35 und eine Bestätigungseinrichtung 34 an dem Handstück 30 vorgesehen.

Das Anzeigesystem 32 weist eine Anzeige auf, die mit dem Mikrorechner 35 verbunden ist. Der Mikrorechner 35 ist ausserdem mit der Bestätigungseinrichtung 34 verbunden, die als Taster an dem Handstück 30 ausgebildet ist. Mit diesem Aufbau kann der Anwender beispielsweise den Wechsel eines Bohrers bestätigen, nachdem er auf der Anzeige ausgewählt hat, um welchen Bohrer es sich handelt. Zusätzlich kann die Anzeige im Zusammenwirken mit dem Mikrorechner 35 dem Anwender Informationen hinsichtlich des Zustands des Bohrers geben.

Das Codierungssystem 33 entspricht hier der Einrichtung zum Erkennen von Codierungen des Magazins 1 und zum Verändern der Codierungen unter Berücksichtigung von Gebrauchsinformationen zum Werkzeug. Diese Einrichtung und die Informationen sind vorstehend ausführlich beschrieben, und daher wird hier auf eine genaue Beschreibung verzichtet. Mit dem Codierungssystem 33 an dem Handstück können anwendernah die Daten auf das Magazin 1 übertragen bzw. aus diesem eingelesen werden.

Das Handstück 30 und die fussbetätigbare Steuereinheit 20 sind mit einer Übertragungsleitung verbunden. Somit weisen Steuereinheit 20 und Handstück 30 alle Elemente auf, die eine erfindungsgemäße Funktion ermöglichen. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der vorstehend dargestellten Elemente des medizinischen Behandlungssystems kann das System vereinfacht werden und insbesondere auf weitere Informationseingabe und/oder - ausgabevorrichtungen verzichtet werden, da das Rechnersystem 22 in der fussbetätigbaren Steuereinheit 20 untergebracht ist.

An der Steuereinheit 20 sind des weiteren verschiedenartige Anschlüsse 24 vorgesehen, die beispielsweise der Energieversorgung der Behandlungsvorrichtung dienen, eine notwendige Wasser-und/oder Luftversorgung der Behandlungsvorrichtung sicherstellen oder über die Daten zu einem weiteren Element der Behandlungsvorrichtung übertragen werden können.

Insbesondere ist es möglich, an die Steuereinheit 20 eine zusätzliche fussbetätigbare Steuereinheit 40 anzuschliessen, die jedoch das Rechnersystem 22 nicht aufweist. Diese zusätzliche fussbetätigbare Steuereinheit 40 erhöht die Flexibilität der Gesamtanordnung. Ausserdem können in der fussbetätigbaren Steuereinheit 40 weitere Sonderfunktionen mit zugehörigen Vorrichtungen vorgesehen sein, wie z. B. eine Wurzelkanaltiefenmessvorrichtung.