Beschreibung

Behandlungsstuhl mit Kopfstützensteuerung und Verfahren für das Verstellen eines Behandlungsstuhls

Technisches Gebiet Die Erfindung betrifft einen Behandlungsstuhl für eine zahnärztliche Behandlungseinheit und ein Verfahren für das Verstellen des Behandlungsstuhls. Der Behandlungsstuhl weist eine Rückenlehne und eine an der Rückenlehne über ei ^¬ ne Lageranordnung zumindest in einem Neigungswinkel um eine Schwenkachse verstellbar angeordnete Kopfstütze auf und ist über zumindest eine Steuer- und Regeleinheit und zumindest einen Motor teilweise verstellbar.

Stand der Technik

Aus der EP 0 589 086 Al und aus der EP 0 517 933 Al sind Behandlungsstühle bekannt, die zur Steuerung der Patienten ^¬ lagerung automatisch verstellbar sind. Hierzu sind mehrere Positionen des Behandlungsstuhls über die Steuer- und Re ^¬ geleinheit in einem Speicher abrufbar und können über ein Bedienelement eingestellt werden. Jeder Position des Be- handlungsstuhls sind verschiedene Neigungswinkel der Rü ^¬ ckenlehne und Höhenniveaus des Sitzteils zugeordnet. Im einfachsten Falle ist jede Position des Behandlungsstuhls einem einzigen Eingabeelement wie beispielsweise einer Tas ^¬ te an dem Bedienelement zugeordnet. Für eine Oberkieferbe- handlung wird der Behandlungsstuhl beispielsweise in eine Position gebracht, in der die Rückenlehne sehr schräg, mit einem großen Neigungswinkel angeordnet ist. Bei einer Un ^¬ terkieferbehandlung ist die Rückenlehne mit einem geringe ^¬ ren Neigungswinkel angeordnet. Nachdem oder während der Be- handlungsstuhl die jeweilige automatische Position anfährt, wird der Neigungswinkel der Kopfstütze angepasst. Im Falle

der Oberkieferbehandlung muss der Kopf des Patienten überstreckt werden, wofür die Kopfstütze ebenfalls in einem sehr großen Neigungswinkel anzuordnen ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Behandlungs- stuhl derart auszubilden und anzuordnen, dass eine einfache und präzise Anpassung des Neigungswinkels der Kopfstütze an den Neigungswinkel der Rückenlehne gewährleistet ist.

Darstellung der Erfindung

Gemäß der Erfindung ist über ein Sensorsystem zumindest ei- ne Position der Kopfstütze in Bezug zu ihrem Neigungswinkel erfassbar. In Abhängigkeit von der Position ist ein elektrisches Kopfstützen-Steuersignal von dem Sensorsystem er ^¬ zeugbar und an die Steuer- und Regeleinheit für die Steue ^¬ rung des Motors übermittelbar. Hierdurch wird erreicht, dass weniger Einstellschritte zur optimalen Patientenlagerung notwendig sind, da der für die behandelnde Person an die Behandlungs- oder Operationssitu ^¬ ation angepasste Neigungswinkel der Kopfstütze in Bezug zu der Rückenlehne als maßgebende Größe für die Einstellung des Behandlungsstuhls dient. Die über die Kopfstütze not ^¬ wendige Lage des Patientenkopfes in Bezug auf die Rücken ^¬ lehne ist Grundlage für die weitere automatische Einstel ^¬ lung des Behandlungsstuhls. Das durch die Einstellung der Kopfstütze erzeugte Kopfstützen-Steuersignal regelt die ab- solute Position beziehungsweise Neigung der Rückenlehne und ggf. weiterer Behandlungsstuhlteile.

Hierzu ist es vorteilhaft, dass der Behandlungsstuhl zu ^¬ sätzlich zu der Rückenlehne ein Fußteil und ein Sitzteil aufweist, wobei zumindest eines dieser Behandlungsstuhltei- Ie zumindest mittelbar über den Motor verstellbar ist. Ausgehend von einem an die Behandlung angepassten Neigungswin-

kel der Kopfstütze werden alle übrigen Behandlungsstuhltei ^¬ le automatisch an die Behandlungs- oder Operationssituation beziehungsweise an den Neigungswinkel der Kopfstütze ange- passt . Grund für die Abhängigkeit des Neigungswinkels der Kopf ^¬ stütze ist, dass zunächst die Art der Behandlung oder der Operation maßgebend für den absoluten Neigungswinkel der Kopfstütze ist. Der Neigungswinkel der Kopfstütze wiederum ist maßgebend für die Einstellung der übrigen Behandlungs- stuhlteile wie beispielsweise der Rückenlehne, da extreme

Neigungswinkel der Kopfstütze nach hinten aus ergonomischen Gründen nicht erreicht werden können, ohne die Rückenlehne ebenfalls nach hinten zu neigen.

Vorteilhaft ist hierzu, dass das Sensorsystem derart ausge- bildet ist, dass durch das Sensorsystem eine manuelle oder automatische Verstellung der Kopfstütze um die Schwenkachse mit einer Auflösung im Bereich zwischen 1 Grad und 65 Grad, insbesondere zwischen 10 Grad und 22 Grad, feststellbar ist. Dadurch ist es möglich, dass, während der Behandlungs- stuhl in einer bestimmten Position verharrt, die Kopfstütze sich innerhalb eines bestimmten Bereiches bzw. innerhalb eines Winkelsektors um die Schwenkachse manuell oder auto ^¬ matisch verstellen lässt. Eine FeinJustierung der Kopfstütze ist somit möglich, ohne dass eine automatische Anpassung des Behandlungsstuhls erfolgt. Insbesondere die manuelle

Verstellung der Kopfstütze bewirkt gegenüber einer automatischen Verstellung, dass noch weniger Einstellungsschritte zur optimalen Patientenlagerung notwendig sind, da die manuelle Verstellung sehr präzise und woraus erfindungsgemäß die Anpassung des Behandlungsstuhls ohne weitere Einstell ^¬ schritte erfolgt.

Zusätzliche Einstellmöglichkeiten der Kopfstütze wie bei ^¬ spielsweise entlang einer geraden oder gekrümmten Gleitschiene können mit der Möglichkeit des Verschwenkens um die Schwenkachse kombiniert werden. Die Möglichkeit, eine rela- tive oder absolute Position der Kopfstütze zu erfassen und eine automatische Anpassung des Behandlungsstuhls vorzuse ^¬ hen, lässt sich nicht nur in Bezug auf die Bewegung der Kopfstütze um die Schwenkachse realisieren.

Hierzu ist es von Vorteil, dass das Sensorsystem den Nei- gungswinkel der Kopfstütze absolut, bezogen auf eine Hori ^¬ zontale erfasst. Für die Behandlungs- oder Operationssitua ^¬ tion ist entsprechend der Grundidee der Erfindung zunächst der absolute Neigungswinkel der Kopfstütze maßgebend. Hier ^¬ bei ist eine Horizontale gleichwertig zu einer Vertikalen. Grundsätzlich ist die Wahl des Bezugssystems für die Erfas ^¬ sung des Neigungswinkels frei wählbar.

Daneben ist es vorteilhaft, dass die Rückenlehne über den Motor um eine Drehachse verstellbar am Sitzteil gelagert ist. Diese Drehachse ist parallel zu der Schwenkachse der Kopfstütze angeordnet. Eine solche konventionelle Verstel ^¬ lung der Rückenlehne lässt sich erfindungsgemäß mit dem Prinzip der Winkelvorgabe durch die Kopfstütze kombinieren.

Auch ist es vorteilhaft, dass das Sitzteil auf dem Fußteil gelagert und über den Motor in einer Höhe verstellbar ist. Dadurch wird der gesamte Behandlungsstuhl je nach Stellung der Rückenlehne gehoben oder gesenkt. Ziel ist es, bei ei ^¬ ner Veränderung der Position des Behandlungsstuhls das Be ^¬ handlungs- oder Operationsfeld so gut es geht konstant po ^¬ sitioniert zu lassen. Die durch eine Verstellung der Rü- ckenlehne erzeugte Höhendifferenz des Behandlungs- oder O- perationsfeldes wird über die Höhenverstellung des Sitz ^¬ teils bzw. des Fußteils ausgeglichen.

In diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, dass jedem verstellbaren Behandlungsstuhlteil zumindest ein separater Mo ^¬ tor zugeordnet ist. Dadurch wird die individuelle Verstel ^¬ lung einzelner Behandlungsstuhlteile vereinfacht. Jeder Mo- tor wird dabei zentral über die Steuer- und Regeleinheit angesteuert .

Ferner ist es von Vorteil, dass der Motor über zumindest ein Getriebeglied und/oder über eine Druckmittelleitung mit dem Behandlungsstuhlteil mechanisch gekoppelt ist. Die An- triebsmöglichkeiten sind vielfältig, jedoch lässt sich jede Antriebsmöglichkeit mit der erfindungsgemäßen Positionsvorgabe über die Kopfstütze kombinieren.

Ebenso ist es von Vorteil, dass die Kopfstütze manuell oder über einen elektrischen Antrieb um die Schwenkachse schwenkbar ist. Die Erfassung der Winkellage der Kopfstütze kann über das Sensorsystem sowohl bei einer manuellen als auch bei einer elektrischen Verstellung der Kopfstütze erfolgen. Das Sensorsystem wird jedoch je nach Verstellmöglichkeit unterschiedlich ausgebildet sein. Bei einer elekt- rischen Verstellung könnte die Erfassung des Neigungswinkels in dem Antriebsmotor integriert sein.

Für eine vereinfachte Ausführung ist es vorteilhaft, dass das Sensorsystem den Neigungswinkel der Kopfstütze relativ zu der Rückenlehne erfasst. Hierfür wird eine so genannte Rückenebene definiert, die als Referenz für die Bestimmung des Neigungswinkels der Rückenlehne und für die Bestimmung des relativen Winkels zwischen der Kopfstütze und der Rü ^¬ ckenlehne dient. Für die Verstellung des Behandlungsstuhls ist nämlich allein der relative Winkel zwischen der Kopf- stütze und der Rückenlehne maßgebend. Diesen gilt es zu Be ^¬ ginn einzustellen, damit die übrige Einstellung des Behandlungsstuhls automatisch erfolgt. Insofern ist der relative

Winkel der Kopfstütze zu der Rückenlehne ausreichend, um die vorstehend beschriebene Verstellung des Behandlungs ^¬ stuhls einzuleiten.

Hierzu ist es vorteilhaft, dass das Sensorsystem für das Erfassen der Schwenkposition der Kopfstütze um die Schwenkachse einen Potentiometer oder einen Differentialkondensator oder einen Drehimpulsgeber aufweist. Dadurch, dass das Drehlager der Lageranordnung für die Kopfstütze an der Rückenlehne angeordnet ist, ist ein fester Bezugspunkt für das Sensorsystem zu der Rückenlehne vorhanden, womit die relative Verstellung der Kopfstütze zu der Rückenlehne er ^¬ fassbar ist. Dieser Bezugspunkt ist vor allem für den Potentiometer einsetzbar, auf den die Drehung der Kopfstütze gleichwirkend übertragen wird. Für den Fall, dass ein Differentialkondensator eingesetzt wird, ist ein relativer Bezug zu der Rückenlehne nicht not ^¬ wendig, da mit dem Differentialkondensator der absolute Neigungswinkel der Kopfstütze erfassbar ist.

Je nach Ausgestaltung der Abhängigkeit der Neigungswinkel ist es vorteilhaft, dass das Sensorsystem in der Rückenlehne und/oder in der Lageranordnung und/oder in der Kopfstütze angeordnet ist. Die Zuordnung ist maßgeblich von der Art des Sensorsystems abhängig.

Zusätzlich ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Steuerung eines solchen Behandlungsstuhls für eine zahn ^¬ ärztliche Behandlungseinheit, der zumindest teilweise zu ^¬ mindest elektrisch verstellbar ist. Der Behandlungsstuhl weist wie vorstehend beschrieben zumindest ein Fußteil, ein auf dem Fußteil angeordnetes Sitzteil, eine am Sitzteil um eine Drehachse drehbar gelagerte Rückenlehne und eine an der Rückenlehne zumindest in einem Neigungswinkel um eine Schwenkachse verstellbare Kopfstütze auf. Zudem ist eine

Steuer- und Regeleinheit und zumindest ein elektrischer Mo ^¬ tor für die Verstellung des Behandlungsstuhls vorgesehen. Dieses Verfahren umfasst die Verfahrensschritte, dass zu ^¬ nächst eine manuelle und/oder automatische Verstellung des Neigungswinkels der Kopfstütze durch ein Sensorsystem er- fasst wird, anschließend durch das Sensorsystem zumindest ein elektrisches Kopfstützen-Steuersignal erzeugt wird und danach in Abhängigkeit von diesem Kopfstützen-Steuersignal die Ansteuerung des Motors für die Verstellung der Rücken- lehne und/oder des Sitzteils erfolgt. Im Gegensatz zu den im Stand der Technik bekannten Verfahren wird bei diesem Verfahren der Neigungswinkel der Kopfstütze als Wert vorge ^¬ geben, um den übrigen Behandlungsstuhl einzustellen.

Auch für das Verfahren ist es wie eingangs in Bezug auf den Behandlungsstuhl beschrieben von Vorteil, dass die Verstellung des Neigungswinkels der Kopfstütze relativ zu einer Horizontalen oder einer Vertikalen durch das Sensorsystem erfasst wird.

Entsprechend ist die Verstellung des Neigungswinkels der Kopfstütze relativ zu der Rückenlehne durch das Sensorsys ^¬ tem vorgesehen.

In diesem Zusammenhang ist es auch für das Verfahren von Vorteil, dass zumindest zwei diskrete Werte der Positionen der Kopfstütze um die Schwenkachse über das Sensorsystem erfasst werden und jedem diskreten Wert zumindest eine kon ^¬ krete Position der Rückenlehne und zumindest eine konkrete Position des Sitzteils zugeordnet wird.

Je nach Ausbildung der Steuer- und Regeleinheit ist vorge ^¬ sehen, dass die Position der Rückenlehne und die Position des Sitzteils gleichzeitig oder nacheinander eingestellt wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer zahnärztlichen Behandlungseinheit mit einem Behandlungsstuhl;

Fig. 2 eine schematische Seitendarstellung eines Behand ^¬ lungsstuhls in einer Grundposition;

Fig. 3 eine schematische Seitendarstellung gemäß Fig. 2 in einer ersten Behandlungsposition;

Fig. 4 eine schematische Seitendarstellung gemäß Fig. 2 in einer zweiten Behandlungsposition.

Eine in Fig. 1 dargestellte Behandlungseinheit 1 weist ei ^¬ nen Behandlungsstuhl 2 und ein neben dem Behandlungsstuhl 2 angeordnetes Bedienelement 5 auf, über das die Behandlungs ^¬ einheit 1 einstellbar ist und auf dem Werkzeug und Behand ^¬ lungsmaterial abgelegt werden kann. Als weitere Bedienein ^¬ heit ist ein Monitor 50 oder ein Display vorgesehen.

Das Bedienelement 5 ist über einen Tragarm 60 an einem Ständer 6 befestigt, der neben dem Behandlungsstuhl 2 platziert ist. An dem Ständer 6 ist ferner eine Operations ^¬ leuchte 61 angeordnet, die individuell positionierbar ist.

Der Behandlungsstuhl 2 weist ein auf einem Fußteil 23 aufgesetztes Sitzteil 22 und eine am Sitzteil 22 um eine Dreh- achse D drehbar gelagerte Rückenlehne 21 sowie eine Beinab ^¬ lage 24 auf. An der Rückenlehne 21 ist eine über eine La ^¬ geranordnung 4 gelagerte Kopfstütze 20 angeordnet, die um eine Schwenkachse S schwenkbar ist. Darüber hinaus ist eine integrierte oder separat ausgebildete Beinauflage 24 vor- handen.

Für die automatische Verstellung sind ein oder mehrere Mo ^¬ toren 31 vorgesehen, die über eine nicht dargestellte Ge ^¬ triebeeinheit oder über ein ebenfalls nicht dargestelltes pneumatisches oder hydraulisches System den Antrieb für die Dreh- und Schwenkbewegungen bilden. Die Verstellung wird beispielsweise über das Bedienelement 5 eingeleitet, über das entsprechende Sollwertvorgaben an eine Steuer- und Re ^¬ geleinheit 3 übermittelt werden, die den Motor 31 regelt. Wie in Fig. 2 schematisch dargestellt ist, ist die Steuer- und Regeleinheit 3 über Steuerleitungen 32 mit einem Motor 31 für den Antrieb der Rückenlehne 21 und mit einem Mo ^¬ tor 31 für den Antrieb des Sitzteils 22 verbunden. Zusätzlich ist eine Steuerleitung 32 zwischen der Steuer- und Regeleinheit 3 und dem Bedienelement 5 vorgesehen. Je nachdem, welche Position des Patienten bei der jeweiligen Behandlung notwendig ist, muss ein Neigungswinkel N _κ der Kopfstütze 20 und ein Neigungswinkel N _R der Rückenleh ^¬ ne 21 eingestellt werden. In Abhängigkeit von dem Neigungs ^¬ winkel N _R der Rückenlehne 21 wird eine Höhe B _H des Sitz- teils 22 beziehungsweise die Höhe des Behandlungsstuhls 2 in Richtung einer Vertikalen V eingestellt. Die Neigungswinkel der Kopfstütze 20 und der Rückenlehne 21 sind rela ^¬ tiv zu einer Horizontalen H definiert.

Erfindungsgemäß besteht eine Abhängigkeit zwischen dem Nei- gungswinkel N _R der Rückenlehne 21 und dem Neigungswinkel N _κ der Kopfstütze 20. Hierzu erfasst ein in der Rückenlehne 21 angeordnetes Sensorsystem 30 einen relativen Winkel R zwischen der Kopfstütze 20 und der Rückenlehne 21. Der relati ^¬ ve Winkel R ist über die Ebenen definiert, in denen die Kopfstütze 20 beziehungsweise die Rückenlehne 21 angeordnet sind. Hierzu ist der Kopfstütze 20 eine Kopfebene E _κ und der Rückenlehne 21 eine Rückenebene E _R zugeordnet.

Anhand der Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 2 bis 4 wird diese Abhängigkeit näher erläutert. Der Behandlungsstuhl 2 weist gemäß Fig. 2 eine Grundposition Bl auf, in der der Patient auf dem Behandlungsstuhl 2 Platz nimmt. Dieser Grundposition Bl ist eine Position Kl der Kopfstütze 20, eine Position Rl der Rückenlehne 21 und eine Position Sl des Sitzteils 22 zugeordnet. Der relative Winkel R zwischen der Kopfebene E _κ der Kopfstütze 20 und der Rückenebene E _R der Rückenlehne 21 ist relativ klein. Die Beinauflage 24 ist hier separat vom Sitzteil 22 ausgebildet und kann gege ^¬ benenfalls gegenüber dieser verstellbar sein.

Die in Bezug zu einer Behandlung notwendige Verstellung des Behandlungsstuhls 2 erfolgt erfindungsgemäß über die Ver ^¬ stellung der Kopfstütze 20 in Bezug auf die Rückenlehne 21, d. h. durch die Einstellung des relativen Winkels R. Je nach Art der Behandlung in den Positionen Bl bis B3 des Behandlungsstuhls 2 wird wie in den Fig. 2 bis 4 dargestellt der relative Winkel R beziehungsweise der Neigungswinkel N _κ größer oder kleiner. Wie im Vergleich der Fig. 2 und 3 erkennbar ist, wurde der relative Winkel R zwischen der Kopfebene E _κ und der Rücken ^¬ ebene E _R ausgehend von der Grundposition Bl reduziert. Der relative Winkel R ist annähernd gleich Null. Diese Positi ^¬ on K2 der Kopfstütze 20 gemäß Fig. 3 dient beispielsweise dazu, eine Unterkieferbehandlung durchzuführen, bei der die Halswirbelsäule nicht überstreckt wird.

Das Sensorsystem 30 erkennt die Winkelverstellung des relativen Winkels R der Kopfstütze 20 relativ zu der Rückenlehne 21 in dieser Position K2. über die Steuer- und Regelein- heit 3 wird aufgrund eines entsprechenden Signals des Sen ^¬ sorsystems 30 die Verstellung der Rückenlehne 21 und des Sitzteils 22 eingeleitet und durchgeführt. Hierzu sind in

der Steuer- und Regeleinheit eine Position R2 der Rückenlehne 21 und eine Position S2 des Sitzteils 22 gespeichert, in die die Rückenlehne 21 und das Sitzteil 22 über den Mo ^¬ tor 31 verstellt werden. Ausgehend von der Grundposition Bl gemäß Fig. 2 oder von der Position B2 gemäß Fig. 3 kann hinsichtlich der Position B3 des Behandlungsstuhls 2 die Kopfstütze 20 beispiels ^¬ weise in eine weitere Position K3 gemäß Fig. 4 verstellt werden. Diese Position K3 der Kopfstütze 20 dient bei- spielsweise dazu, eine Oberkieferbehandlung durchzuführen, bei der die Halswirbelsäule überstreckt wird. Nach der Ver ^¬ stellung der Kopfstütze 20 von der Position Kl oder Position K2 in die Position K3 wird die Positionsänderung von dem Sensorsystem 30 erkannt und über die Steuer- und Regelein- heit 3 die Verstellung der Rückenlehne 21 und des Sitz ^¬ teils 22 bewirkt. Die Rückenlehne 21 verschwenkt in eine Position R3 und das Sitzteil 22 wird in eine Position S3 angehoben .

Aufgrund der Erkennung der Position der Kopfstütze 20 in Bezug auf die Rückenlehne 21 können Rückschlüsse auf die gewünschte Position des Patienten auf dem Behandlungs ^¬ stuhl 2 geschlossen werden. Die Kopfstütze 20 dient somit als Eingabeelement, über das Positionen der übrigen Behand ^¬ lungsstuhlteile wie beispielsweise der Rückenlehne 21 oder des Sitzteils 22 abgerufen und eingestellt werden. Ziel ist es, dass die Position des Patienten durch die Sollwertvorgabe über die Kopfstütze 20 angepasst wird. Gleichzeitig wird beim Nachführen des Patienten von einer Position in eine andere dafür gesorgt, dass sich das Behandlungs- oder Operationsfeld nach dem Positionswechsel wieder an der gleichen Stelle befindet. Bei dem Positionswechsel, wie er in Fig. 3 und 4 dargestellt ist, wird die Rückenlehne 21

weiter nach hinten geneigt. Damit die Position des Behand- lungs- oder Operationsfeldes erhalten bleibt, wird als Aus ^¬ gleich das Sitzteil 22 angehoben, sodass beispielsweise die Oberkante der Rückenlehne 21 in beiden Positionen gemäß Fig. 3 und 4 in der gleichen Höhe angeordnet ist.

Bezugszeichen

1 Behandlungseinheit

2 Behandlungsstuhl 20 Kopfstütze 21 Rückenlehne, Behandlungsstuhlteil

22 Sitzteil, Behandlungsstuhlteil

23 Fußteil, Behandlungsstuhlteil

24 Beinablage

3 Steuer- und Regeleinheit 30 Sensorsystem

31 Motor

32 Steuerleitung

4 Lageranordnung

5 Bedienelement 50 Monitor

6 Ständer

60 Tragarm

61 Operationsleuchte B _H Höhe Bl Grundposition, Position

B2 - B3 Position

D Drehachse

E _κ Kopfebene

E _R Rückenebene H Horizontale

Kl - K3 Position

N _κ Neigungswinkel Kopfstütze

N _R Neigungswinkel Rückenlehne

R relativer Winkel Rl - R3 Position

S Schwenkachse

Sl - S3 Position V Vertikale