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Diese
Anmeldung betrifft ein dentales Anästhesie-Injektionsverabreichungssystem
und spezieller ein System für
das sichere und schmerzlose Injizieren eines Anästhetikums während einer
dentalen Behandlung.
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Während lokale
Anästhetika
die oftmals qualvollen Schmerzen eliminieren, die anderenfalls während dentaler
Extraktionen, beim Bohren und Wiederaufbau erduldet würden, ist
der Zahnarztpatient dennoch Schmerzen durch die subkutane Injektion
des Anästhetikums
in den lokalen dentalen Bereich des Mundes ausgesetzt.
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Es
ist durchaus bewiesen, daß sich
mehr als 50% der erwachsenen Patienten vor Injektionen im allgemeinen
fürchten,
und eine noch größere Anzahl fürchtet sich
speziell vor Injektionen in den Mund während einer dentalen Behandlung.
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Dementsprechend
wäre es
wünschenswert, ein
dentales Anästhesie-Injektionsverabreichungssystem
bereitzustellen, das im wesentlichen die Schmerzen eliminiert, die
ein Patient während
der Injektion eines Anästhetikums
in das Zahnfleisch oder anderes Zahngewebe erduldet.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Allgemein
gesagt, in Übereinstimmung
mit der Erfindung, wie sie nach Patentanspruch 1 definiert wird,
wird ein dentales Anästhesie-Verabreichungssystem
bereitgestellt, das die Nervenbündel, die
die Zähne
versorgen, und die tragenden Zahnstrukturen im Bereich der Injektion
und im Weg der Nadel blockiert, bevor eine Schmerzempfindung vom
Zahnarztpatienten wahrgenommen wird. Vorzugsweise weist das System
eine Antriebseinheit für das
selektive Verabreichen des Anästhetikums
mittels eines regulierbaren Handgerätes auf, das eine Nadel für ein Eindringen
in das Gewebe trägt.
Die Funktion der Antriebseinheit kann selektiv so reguliert werden,
daß unterschiedliche
Mengen des Anästhetikums
durch die Nadel in Abhängigkeit
davon verabreicht werden können,
ob der Zahnarzt entweder das Zahngewebe durchdringt oder anderweitig
die Stelle innerhalb des Mundgewebes erreicht hat, wo eine Nervenblockierung
gefordert wird.
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Das
System der Erfindung benutzt vorzugsweise einen linearen Aktivator,
um eine regulierte Menge des Anästhetikums
aus einer Patrone zu verabreichen, die in der Antriebseinheit verriegelt
ist. Die Antriebseinheit kann mittels eines Fußpedals betätigt werden, das selektiv niedergedrückt wird,
um das Anästhetikum
mittels des Handgerätes
zu verabreichen.
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Das
System der Erfindung kann zur Anwendung gebracht werden, um eine
Flüssigkeit
in das Zahngewebe zu verabreichen und ist so konstruiert, daß es eine
lokale Anästhetikum-Patrone
und eine Vielzahl von Nadelgrößen aufnimmt.
Die Antriebseinheit des Systems umfaßt einen Motor und einen eingebauten
Mikroprozessor, um die Regulierung des Flusses des Anästhetikums
zu erleichtern. Die Antriebseinheit, die die in den U.S. Patenten
Nr. 4747824 und 5180371 beschriebene Technologie nutzt, ermöglicht die
Verabreichung einer Anästhetikum-Lösung mit
einem konstanten Druck und Volumen, ungeachtet der Veränderungen
hinsichtlich des Gewebewiderstandes. Am Verabreichungsende der Nadel
verabreicht das System eine sehr geringe Menge des Anästhetikums,
die die Nadel während der
Injektion in das Zahngewebe vorangeht, wodurch im wesentlichen ein
Weg für
das Anästhetikum
geschaffen wird. Die Kombination eines Weges für das Anästhetikum und des regulierten
Druckes und Volumens (Durchflußgeschwindigkeit)
führt zu
einer wirksamen und schmerzlosen Injektion.
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Die
bevorzugte Handgerätebaugruppe,
die die Verabreichungsnadel trägt,
ermöglicht
ein beispielloses Niveau an Sichtbarkeit und Fingerspitzenkontrolle.
Die Handgerätebaugruppe
ist mit der ausgewählten
Anästhetikum-Patrone
durch einen Kunststoffmikroschlauch verbunden. Die Antriebseinheit reguliert
die hin- und hergehende Bewegung eines Kolbens, der selektiv und
kontrollierbar das Anästhetikum
aus der Anästhetikum-Patrone
und mittels der Handgerätebaugruppe
in einem vorgegebenen Durchflußprofil
abgibt.
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Dementsprechend
ist es ein Ziel der Erfindung, ein dentales Anästhesie-Verabreichungsinjektionssystem bereitzustellen,
das bei den meisten bekannten dentalen Injektionsverfahren angewendet werden
kann.
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Ein
noch weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines dentalen
Anästhesie-Verabreichungsinjektionssystems,
das dem Dentisten ein akutes taktiles Reagieren während des
Vorganges gewährt.
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Ein
weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines dentalen
Anästhesie-Verabreichungsinjektionssystems,
das selektiv die Menge des Anästhetikums
reguliert, das bei der dentalen Behandlung verabreicht wird.
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Ein
noch weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines dentalen
Anästhesie-Injektionsverabreichungssystems,
das die Präzision
und Genauigkeit der Verabreichung des Anästhetikums verbessert.
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Noch
weitere Ziele und Vorteile der Erfindung werden teilweise erkennbar
sein, und sie werden teilweise aus der folgenden Beschreibung ersichtlich
werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Für ein vollständigeres
Verständnis
der Erfindung bezieht man sich auf die folgende Beschreibung in
Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen, die zeigen:
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1 eine perspektivische Darstellung
eines dentalen Anästhesie-Injektionsverabreichungssystems,
das in Übereinstimmung
mit der Erfindung hergestellt wurde;
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2 eine auseinandergezogene
perspektivische Darstellung der Antriebseinheit des dentalen Anästhesie-Injektionsverabreichungssystems
der Erfindung und deren Bauteile;
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3 eine perspektivische Darstellung,
die die Anordnung der ausgewählten
Anästhetikum-Patrone und den Patronenhalter
des Systems der Erfindung in einer richtigen Position in der Antriebseinheit veranschaulicht,
um die Anästhetikum-Lösung auszugeben;
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4 eine Seitenansicht, teilweise
in Schnittdarstellung, die den Patronenhalter zeigt, der über einer
Antriebseinheitsaufnahmeeinrichtung angeordnet ist, die speziell
konstruiert ist, um den Halter aufzunehmen;
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5 eine Draufsicht, teilweise
in Schnittdarstellung, die den Eingriff des Patronenhalters in der
Aufnahmeeinrichtung der Antriebseinheit veranschaulicht;
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6 eine Draufsicht, teilweise
in Schnittdarstellung, gleich 5,
bei der der Patronenhalter innerhalb der Antriebseinheitsaufnahmeeinrichtung gedreht
wurde, um den Halter und die gehaltene Anästhetikum-Patrone an Ort und
Stelle zu verriegeln;
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6A Details des vorderen
Endes des Patronenhalters längs
der Linie 6A-6A in 7;
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7 eine Schnittdarstellung
längs der
Linie 7-7 in 6;
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8 eine perspektivische Darstellung
des Handgerätes
des Systems der Erfindung, bei dem der Griff in einem gebogenen
Zustand gezeigt wird, um die Nadel während der Injektion des Anästhetikums
richtig auszurichten;
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9 eine Seitenansicht des
Griffes des Handgerätes
in einem ungebogenen Zustand;
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10 eine Seitenansicht in
Schnittdarstellung des in 9 dargestellten
Griffes und im Detail einen kegelförmigen Abschnitt davon veranschaulichend,
längs dessen
der Griff gebogen werden kann, wie in 8 dargestellt
wird;
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11 eine Schnittdarstellung
längs der
Linie 11-11 in 10;
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12 eine Schnittdarstellung
längs der
Linie 12-12 in 9;
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13 eine Schnittdarstellung
längs der
Linie 13-13 in 9;
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14 eine Schnittdarstellung
längs der
Linie 14-14 in 9;
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15 eine perspektivische
Darstellung, die eine Ausführung
der Nadelbaugruppe des Handgerätes
veranschaulicht, während
es in einer speziell konstruierten Lageraufnahmeeinrichtung der
Antriebseinheit angeordnet wird;
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16 eine Seitenansicht, teilweise
in Schnittdarstellung, die detaillierter die Anordnung der Nadelbaugruppe
in der Antriebseinheitsaufnahmeeinrichtung zeigt;
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17 eine Draufsicht, teilweise
in Schnittdarstellung, die den endgültigen Eingriff der Nadelbaugruppe
in der Antriebseinheitsaufnahmeeinrichtung zeigt, wobei die Nadelbaugruppe
eine erste Konfiguration aufweist;
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18 gleich 17, die aber den Eingriff einer Nadelbaugruppe
in der Antriebseinheitsaufnahmeeinrichtung veranschaulicht, wobei
die Nadelbaugruppe eine zweite Konfiguration aufweist;
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19 ein Blockdiagramm für die verschiedenen
elektrischen Elemente des Systems; und
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20 ein Ablaufschema, das
die Arbeitsfolge des Verabreichungssystems aus 1 bis 18 veranschaulicht.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNG
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Beginnend
mit 1 wird ein dentales
Anästhesie-Injektionsverabreichungssystem,
das in Übereinstimmung
mit der Erfindung hergestellt wurde, beschrieben und im allgemeinen
mit 11 gekennzeichnet. Das System 11 umfaßt: eine
Antriebseinheit, die im allgemeinen mit 13 gekennzeichnet
ist; ein Fußpedal 29,
das zusammenwirkend mit der Antriebseinheit 13 mittels
eines Luftschlauches 31 verbunden ist; einen Anästhetikum-Patronenhalter,
der im allgemeinen mit 17 gekennzeichnet ist, um selektiv
eine Patrone 21 eines gewünschten Anästhetikums zu halten; und ein
Handgerät,
das im allgemeinen mit 15 gekennzeichnet ist, das zusammenwirkend
mit einem Anästhetikum-Patronenhalter 17 mittels
einer vorgegebenen Länge
des Mikroschlauches 19 verbunden ist.
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Die
Antriebseinheit 13 weist ein im wesentlichen rechteckiges
Gehäuse 33 mit
einem Boden oder einer Basis 32, Seiten 34, einer
Oberseite 36, einem vorderen Abschnitt 38 und
einem hinteren Abschnitt 40 auf. Das Gehäuse 33 wird
durch zwei passende und eingreifbare Hälften 35 und 37 definiert, wie
es am besten in 1 und 2 dargestellt wird. Das Gehäuse 33 umfaßt außerdem ein
Paar seitliche Naben 24, die an den Seiten 34 einer
jeden der Gehäusehälfte 35 und 37 längs deren
Boden angeordnet sind, um die Antriebseinheit 13 zu stabilisieren,
während
sie auf einer tragenden Fläche
steht.
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Das
Gehäuse 33 der
Antriebseinheit 13 umfaßt einen Leistungsschalter 152 (in 19 gezeigt) längs eines
hinteren Abschnittes 40 und eine Rückstellung oder Ansaugung mit
anderen Reglern; er wird selektiv gedrückt, um das System 11 in
drei unterschiedlichen Funktionsweisen zu betätigen, wie es hierin nachfolgend
beschrieben wird. Der vordere Abschnitt 37 des Gehäuses 33 umfaßt außerdem eine
Reihe von Patroneninhaltanzeigelampen 61, eine Stromanzeigelampe 62 und
eine Ansaugungsanzeigelampe 64, wie in 1 gezeigt wird. Vorzugsweise sind die
Lampen 61, 62, 64 LEDs. Der Rückstellknopf 63 und
die Lampen 61, 62 und 64 sind auf einer
Leiterplatte 59 montiert, die innerhalb der Einheit 13 installiert
ist (siehe 2). Wie nachfolgend detaillierter
beschrieben wird, wird die Stromanzeigelampe 62 erleuchtet,
wenn der Leistungsschalter eingeschaltet wird; die Ansaugungsanzeigelampe 64 wird
erleuchtet, wenn der Rückstellknopf 63 gedrückt wurde
und die Ansaugfunktion des Systems aktiviert ist; und die Inhaltanzeigelampen 61 werden
selektiv erleuchtet, um den Inhalt der Anästhetikum-Lösung anzuzeigen, der in der
Patrone 21 während
der Funktion des Systems verbleibt.
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Fährt man
jetzt mit 1 fort, so
ist das Fußpedal 29 vorzugsweise
eine runde Luftbalgvorrichtung und funktioniert als ein luftaktiviertes
Reglerelement für
das selektive Regulieren der Funktion des Systems 11. Das
Fußpedal 29 ist
operativ mit dem Luftschlauch 31 verbunden, der wiederum
mit einem Druckmeßfühler 64 gekoppelt
ist, der sich innerhalb der Einheit 13 befindet. Bei der
Funktion des Systems 11 wird eine Druckänderung vom Pedal 29 mittels
des Meßfühlers 64 nachgewiesen.
Der Meßfühler 64 erzeugt
dann ein entsprechendes Steuersignal, das benutzt wird, um den Strom
der Anästletikum-Lösung zu
regulieren. Bei der bevorzugten Ausführung, wie nachfolgend detaillierter
beschrieben wird, funktioniert das System 11 mit einer
geringen Geschwindigkeit, wenn das Fußpedal 29 etwas oder teilweise
niedergedrückt
wird. Wenn das Fußpedal 29 fest
oder vollständig
niedergedrückt
wird, funktioniert das System 11 mit einer hohen Geschwindigkeit.
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Wendet
man sich jetzt 3 bis 7 zu, wird ein Patronenhalter 17 des
Systems 11 beschrieben. Der Patronenhalter 17 wird
für das
Halten der Anästhetikum-Patrone 21 in
einer richtigen Eingriffsposition in der Antriebseinheit 13 verwendet,
um ein geregeltes Ausgeben der Anästhetikum-Lösung an das Handgerät 15 für eine Verabreichung
aus diesem zu ermöglichen.
Der Patronenhalter 17 weist ein längliches, durchsichtiges, zylindrisches
Kunststoffrohr 71 mit einem vorderen Ende 94 und
einem hinteren Ende 96 auf wie am besten in 7 gezeigt wird. Das vordere
Ende 94 umfaßt
eine nach außen
vorstehende Verabreichungshülse 93 und
einen nach innen vorstehenden Vorsprung oder Spitze 83,
die beide dazu dienen, einen Austrittsweg 90 oder Hohlraum
durch das Ende 94 des Halters 17 zu definieren.
Die Hülse 93 wird
mit einem Ende des Mikroschlauches 19 in Eingriff gebracht
und paßt
dazu. Die Spitze 83 ist vorzugsweise mit einer Fläche konstruiert,
die unter einem Winkel von etwa 30 Grad geschnitten ist, und sie
wird benutzt, um ein abdichtendes Diaphragma der Anästhetikum-Patrone 21 zu durchstoßen, wenn
die Patrone 21 im Halter 17 angeordnet wird, wie
es nachfolgend beschrieben wird.
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Das
hintere Ende 96 des Patronenhalters 17 umfaßt ein Paar
entgegengesetzt radial vorstehende Flügel 73, wie in 3 und 4 gezeigt wird. Die Flügel 73 werden
verwendet, um in Eingriff zu kommen und eine Preßpassung zwischen dem Ende 96 des
Patronenhalters 17 und einer Aufnahmeeinrichtung 25 am Gehäuse 13 zu
bilden. Vorzugsweise wird die Aufnahmeeinrichtung 25 längs des
oberen Abschnittes des Gehäuses 13 gebildet,
wie am besten in 1 und 3 gezeigt wird.
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Die
Patronenhalteraufnahmeeinrichtung 25 wird, wie am besten
in 3 bis 5 zu sehen ist, mit einer im allgemeinen
runden Öffnung 75 mit
einem Paar von entgegengesetzt angeordneten Keilnuten 75A gebildet,
die für
ein Empfangen und Aufnehmen der Flügel 73 des Patronenhalters 17 bemessen
sind (siehe 5). Die
Aufnahmeeinrichtung 25 umfaßt außerdem ein Paar Zungen 77,
die auf jeder Hälfte 35 und 37 des
Gehäuses 33 unterhalb
der Keilnuten 75A gebildet werden, ebenso wie ein Paar
entsprechende Nockenelemente 79, die über einer jeden Zunge 77 angeordnet
sind. Jede Reihe von entsprechenden Zungen 77 und Nockenelementen 79 definiert
einen Verriegelungsschlitz 78 dazwischen, wie in 4 gezeigt wird.
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Mit
Bezugnahme auf 6A ist
das vordere Ende des Halters 17 mit einer Vielzahl von
Löchern 88 versehen.
Diese Löcher
können
benutzt werden, um beim Entfernen der verbrauchten Patronen 21 behilflich
zu sein, wie nachfolgend diskutiert wird. Zwischen diesen Löchern ist
eine Vielzahl von radialen Rippen 92 vorhanden, die innerhalb
des Halters 17 angeordnet sind, die benutzt werden, um
die Patrone 21 in der in 7 gezeigten
Position zu stabilisieren, nachdem die Patrone vollständig in
den Halter 17 eingesetzt ist.
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Wendet
man sich noch einmal 7 zu,
so wird die Einführung
und Benutzung einer typischen Anästhetikum-Patrone 21 jetzt
beschrieben. Die Anästhetikum-Patrone 21 weist
ein Kunststoff oder Glasrohr 91 auf, das eine innere Lagerkammer 22 definiert,
die ein gewünschtes
Anästhetikum
enthält. Das
Rohr 91 weist einen vorderen Abschnitt 92 und einen
hinteren Abschnitt 98 auf. Der vordere Abschnitt 92 ist
mit einem Einschnürungsbereich 89 und einer
sich erstreckenden Öffnung 88 ausgebildet,
in die ein Diaphragma 85 paßt, das so ausgeführt ist, daß es in
Position innerhalb der Öffnung 88 mittels
einer Kappe 87 gehalten wird. Der hintere Abschnitt 98 weist
eine Endwand 85A auf, die als ein Kolben wirkt, um das
Anästhetikum
aus der Patrone 21 in Verbindung mit dem Kolben 23 auszudrücken.
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Um
die Anästhetikum-Patrone 21 in
den Halter 17 einzubringen, wird der vordere Abschnitt 92 der
Patrone 21 durch das hintere Ende 96 des Halters 17 eingesetzt,
bis sich annähernd ¼ in. der
Patrone 21 unterhalb des Endes 96 des Halters 17 erstrecken.
Danach ist der hintere Abschnitt 98 der Patrone 21 und
insbesondere die Endwand 85A in Kontakt mit dem Kolben 23 der
Einheit 13, der in der Lage ist, selektiv durch die Aufnahmeeinrichtung 25 während der
Funktion des Systems 11 hindurchzugehen. Sobald der Kolben 23 richtig
mit Bezugnahme auf die Patrone 21 ausgerichtet ist, wird
das Ende 96 des Halters 17 innerhalb der Halteraufnahmeeinrichtung 25 eingesetzt,
wie in 5 gezeigt wird,
so daß die Flügel 73 innerhalb
der entsprechenden Keilnut 75 angeordnet sind.
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Um
den Halter 17 innerhalb der Aufnahmeeinrichtung 25 zu
verriegeln, wird das Ende 96 des Halters 17 eine
viertel Umdrehung im Gegenuhrzeigersinn gedreht (siehe 6), so daß ein jeder
der Flügel 73 durch
einen Verriegelungsschlitz 78 und zwischen der entsprechenden
Zunge 77 und dem Nockenelement 79 hindurchgeht
oder darin einschnappt. Der Kolben 23 ist am Motor 39 mittels
normaler Rechtsgewindegänge
(nicht gezeigt) gesichert. Während
die Aufnahmeeinrichtung 25 im Gegenuhrzeigersinn gesichert
wird, verursacht das daher nicht ein Lockern des Kolbens 23.
Der Abstand zwischen einer jeden Zunge 77 und Nockenelement 79 ist
etwas kleiner als die Dicke der Flügel 73. Während sich
ein jeder Flügel 73 dreht
und durch einen der Schlitze 78 hindurchgeht, biegt sich
die entsprechende Zunge 77 etwas nach unten. Sobald der
Flügel 73 durch
den Schlitz 78 hindurchgeht, schnappt die Zunge 77 zurück, wodurch
der entsprechende Flügel 73 an
Ort und Stelle verriegelt wird. Die Drehung des Halters 17 ist
beendet, wenn die Flügel 73 auf
die Anschläge 78A auftreffen.
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Vorzugsweise
werden die Aufnahmeeinrichtung 25 mit ihrer Öffnung 75,
den Keilnuten 75A, den Zungen 77, den Nockenelementen 79 und
den Anschlägen 78A innerhalb
eines gewölbten
Abschnittes 26 der Oberseite 36 gebildet, wie
gezeigt wird. Der Boden der Kammer 25A wird durch Querwände 110, 112 definiert.
Die Wände 110, 112 weisen
entsprechende Löcher 114, 116 koaxial
mit der Öffnung 75 auf,
was gestattet, daß der
Kolben 23 sich in das Gehäuse 13 hinein und
aus diesem heraus hin- und herbewegt, wie nachfolgend vollständiger beschrieben wird.
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Während des
Einbringens der Anästhetikum-Patrone 21 in
die Antriebseinheit 11, wie es vorangehend beschrieben
wird, ist es kennzeichnend, daß sie
nach vom in Richtung des Endes 94 getrieben wird und im
Ergebnis dessen die Spitze 83 des Halters 17 das
Diaphragma 85 der Patrone 21 durchstößt. Diese
Tätigkeit
liefert einen Weg oder einen Hohlraum zwischen dem Inneren der Kammer 22 der Patrone 21 und
dem Austrittsweg 90 des Halters 17, so daß das Anästhetikum
durch den Mikroschlauch 19 und zum Handgerät 15 strömen kann
(siehe 8). Vorzugsweise
weist der Halter 17 eine Außenfläche 18 auf, die nicht
zylindrisch sondern vieleckig ist, wie am besten in 5 zu sehen ist. Die Fläche 18 kann
beispielsweise acht Seiten aufweisen, d. h., sie ist im Querschnitt
achteckig. Am hinteren Ende 96 des Halters 17 ist
die Fläche 18 mit
einer Vielzahl von axialen Rippen 20 versehen, die sich
nach vom erstrecken, um einen Eingriff und ein Lösen des Halters 17 mit
Bezugnahme auf das Gehäuse 13 zu
erleichtern. Die achteckige Form des Halters 17 wird bereitgestellt,
um die Handhabung des Halters durch den Dentisten oder Zahnarzthelfer
zu erleichtern, insbesondere, wenn er oder sie Handschuhe trägt.
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Mit
Bezugnahme auf 8 bis 14 wird das Handgerät 15 jetzt
weiter beschrieben. Das Handgerät 15 weist
ein koextrudiertes Griffelement 101 mit einer im wesentlichen
länglichen
Konstruktion und eine Nadelbaugruppe 103 auf, die selektiv
mit einem Ende des Griffelementes 101 in Eingriff gebracht wird.
Das Griffelement 101 wird, wie in 9 und 10 gezeigt
wird, durch einen Körper 115 definiert
und weist ein vorderes bauchiges Ende oder einen Kopf 105 und
ein hinteres Ende 107 auf. Das Ende 105 ist mit
einem nach innen angeordneten Luer-Gewinde 113 und einem
herausziehbaren Stopfen 109 ausgebildet, die beide für einen
selektiven Eingriff mit der Nadelbaugruppe 103 benutzt
werden, wie in 1 und 8 gezeigt wird.
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Der
Körper 115 des
Griffelementes 101 definiert einen U-förmigen länglichen Weg oder eine Mulde 113,
in den der Mikroschlauch 19 selektiv eingesetzt wird, beginnend
am vorderen Ende 105 und endend am hinteren Ende 107 (siehe 9 und 10). Während des Zusammenbaus wird
ein Ende des Mikroschlauches 19 zuerst in den Stopfen 109 des
Endes 105 geschraubt, wonach der Rest des Schlauches 19 in
den Weg 113 preßgepaßt wird.
Ein Lösungsmittel,
wie beispielsweise MEK (Methylethylketon) wird danach verwendet,
um den Mikroschlauch 19 dauerhaft an Ort und Stelle zu
binden.
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Der
Körper 115 des
Griffelementes 101 umfaßt außerdem einen Längsschlitz 108,
der mit dem Weg 1l3 zusammenwirkt, um die Fähigkeit
eines Benutzers zu verbessern, das Griffelement 101 zu
erfassen.
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Kennzeichnenderweise
ist der Griff 101 mit einem Paar Aussparungen 111 angrenzend
an das vordere Ende 105 ausgebildet, um eine kegelförmige schwache
Zone im Körper 115 zu
definieren. Im Ergebnis dessen, und wie am besten in 8 dargestellt wird, kann
der Griff 101 (mit einer gewissen mäßigen Anstrengung) an der Stelle
der Aussparungen 111 gebogen und plastisch verformt werden,
um die Nadelbaugruppe 103 während der Funktion des Systems 11 richtig
auszurichten. Bei Betrachtung der 8A, 15 und 16 wird die Nadelbaugruppe 103 jetzt weiter
beschrieben. Die Nadelbaugruppe 103 umfaßt eine
Nadelabdeckung 121 mit einer Reihe von sich in Längsrichtung
erstreckenden Rippen 123, die längs von deren Außenfläche gebildet
werden, und eine Luer-Verriegelungs-Nadel 102. Die Nadelabdeckung 121 weist
ein vorderes Ende 125, das für eine selektive Aufnahme durch
die Handgeräteaufnahmeeinrichtung 27 konstruiert
ist, die längs
der Oberseite 36 der Antriebseinheit 13 ausgebildet
ist, und ein hinteres Ende für
einen selektiven Eingriff mit dem Ende 105 des Griffelementes 101 auf,
wodurch die Nadel 102 abgedeckt wird, die dauerhaft an
der Muffe 104 befestigt ist (8A).
Die Muffe 104 ist wiederum mit dem Kopf 105 mittels
der Luer-Verbindung gekoppelt.
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Die
Handgeräteaufnahmeeinrichtung 27 der Antriebseinheit 11 ist
so konstruiert, daß die
Nadelabdeckung 121 fest an Ort und Stelle für eine Lagerung gehalten
wird, während
das Handgerät 15 in
Gebrauch ist, d. h., wenn die Abdeckung 121 vom Griffelement 101 entfernt
ist. Sie ist ebenfalls konstruiert, um die Abdeckung 121 mit
der darin eingeschlossenen Nadelbaugruppe 103 aufzubewahren,
bis der Benutzer bereit ist, das System 11 zu betätigen.
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Die
Handgeräteaufnahmeeinrichtung 27 wird durch
eine ringförmige Öffnung 129 definiert,
die längs
ihres Umfanges vier nach außen
ausgebildete bogenförmige
Vorsprünge 131 aufweist.
Um die Nadelabdeckung 121 in der Aufnahmeeinrichtung 27 zu sichern,
wird die Abdeckung 125 in der Öffnung 129 so angeordnet,
daß die
Rippen 123 innerhalb der Vorsprünge 131 aufgenommen
werden, wie am besten in 17 gezeigt
wird.
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Natürlich kann
sich die Abmessung der Nadel und ihre Abdeckung verändern. Wenn
die Nadelabdeckung 121 eine kleinere Abmessung aufweist, dann
werden ihre Rippen einfach längs
des durch die Öffnung 129 definierten
Ringes fest gehalten (siehe 18).
Daher ist die Aufnahmeeinrichtung 27 so ausgeführt, daß sie Nadelbaugruppen
von unterschiedlichen Abmessungen aufnimmt.
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Das
gesamte System 11 wird elektrisch angetrieben, wobei verschiedene
Tätigkeiten
unter der Steuerung eines Operators erfolgen, der die angemessenen
Steuerfunktionen des Systems aktiviert. Um zu veranschaulichen,
wie das bewirkt wird, zeigt 19 ein
schematisches Diagramm der verschiedenen elektrischen Elemente des
Systems. Diese Elemente vereinigen sich, um den Steuerkreis des Systems
zu definieren. Das System umfaßt
einen Mikroprozessor 150. Dieser Mikroprozessor 150 empfängt Eingänge vom
Leistungsschalter 152, dem Druckmeßfühler 65, dem Rückstellknopf 63 und
einem Patronenmeßfühler 154,
der verwendet wird, um zu ermitteln, wenn die Patrone 21 an
Ort und Stelle ist, wie es vorangehend diskutiert wird. Der Mikroprozessor 150 aktiviert
als Reaktion auf die von diesen Eingabeelementen empfangenen Signale
die Lampen 61, 62 und 64 ebenso wie einen
Tonpiepser 160, wie nachfolgend diskutiert wird. Der Mikroprozessor 150 betätigt außerdem einen
Motor 156. Der Motor aktiviert einen Mitnehmermechanismus 158, der
benutzt wird, um den Kolben 23 hin- und herzubewegen.
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Die
sequentielle Funktion der Vorrichtung des Gegenstandes der Erfindung
wird durch das Ablaufschema in 20 veranschaulicht.
Beginnend mit dem Schritt 200 wird der Strom für die Injektionsvorrichtung
durch Aktivieren des Schalters 152 eingeschaltet. Beim
Schritt 202 wird die Stromanzeigelampe 62 eingeschaltet,
gefolgt vom Schritt 204, wenn eine Kontrolle durchgeführt wird,
um zu ermitteln, ob der Rückstellknopf 63 gedrückt ist.
Wenn nicht, dann wird beim Schritt 206 der Kolben 23 in das
Gehäuse 13 zurückgezogen,
und die Vorrichtung wartet darauf, daß eine Patrone 21 eingesetzt
wird.
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Beim
Schritt 210 wird eine Kontrolle mittels des Meßfühlers 154 durchgeführt, um
zu ermitteln, ob eine Patrone 21 eingesetzt wurde, und
ob das Fußpedal 29 niedergedrückt wurde.
Wenn diese beiden Bedingungen erfüllt sind, dann werden beim Schritt 212 die
Lampen 61 aktiviert. Da die Patrone 21 voll ist,
sind anfangs alle Lampen 61 eingeschaltet. Während sich
der Vorgang des Ausgebens der Anästhetikum-Lösung fortsetzt, zählt der
Mikroprozessor laufend weiter, wieviel von der Lösung aus der Patrone durch
die Position des Kolbens 23 ausgedrückt wurde und aktiviert die
Anzeigelampen 61, um den verbleibenden Inhalt anzuzeigen.
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Nach
dem Schritt 212 wird beim Schritt 214 der Kolben 23 vorwärtsbewegt,
so daß er
mit dem hinteren Ende 85A der Patrone 21 in einer
Weise in Kontakt kommt und sich im wesentlichen damit verriegelt,
wie sie auf dem Gebiet der Spritzen gut bekannt ist. Daher bewegt
er, während
sich der Kolben hin- und herbewegt, das Ende 85A, das wie
ein Kolben wirkt, wie es vorangehend diskutiert wird. Der Kolben
bewegt sich weiter um ein vorgegebenes Maß mit einer niedrigen Injektionsgeschwindigkeit vorwärts. Der
Kolben wird vorwärtsbewegt,
bis eine ausreichende Lösung
aus der Patrone 21 ausgedrückt wurde, um den Mikroschlauch 19 und
die Nadel 102 zu füllen.
Auf diese Weise wird das System automatisch von jeglichen Luftblasen
gereinigt.
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Beim
Schritt 216 wird das Pedal 29 wiederum kontrolliert,
um nachzusehen, ob es noch aktiviert ist. Genauer gesagt, beim Schritt 218 wird
eine Kontrolle durchgeführt,
um zu ermitteln, ob das Pedal 29 in seiner ersten Position
ist. Wenn es nicht ist, dann wird beim Schritt 220 eine
Kontrolle durchgeführt,
um zu ermitteln, ob das Pedal 29 in seiner zweiten Position
ist. Wenn das Pedal nicht in der ersten oder der zweiten Position
ist, dann ist es inaktiv und das System wartet darauf, daß das Pedal
wieder aktiviert wird (Schritt 216).
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Wenn
beim Schritt 218 ermittelt wird, daß das Pedal 29 in
der ersten Position ist, dann wird beim Schritt 222 ein
langsames Verabreichungsunterprogramm eingeleitet. Während dieses
Unterprogramms wird der Kolben 23 langsam vorwärtsbewegt,
der Piepser 160 (durch den Mikroprozessor 150 gesteuert)
piepst bei einer ersten relativ langsamen Geschwindigkeit und die
Lampen 61 blinken ebensogut alle bei einer niedrigen Geschwindigkeit, beispielsweise
synchron mit dem Piepton. Als Teil dieses Unterprogramms beim Schritt 224 wird
eine Kontrolle durchgeführt,
um zu ermitteln, ob die Patrone 21 immer noch leer ist.
Wenn sie es nicht ist, dann wird beim Schritt 226 das Pedal
kontrolliert, um zu sehen, ob es freigegeben wurde. Wenn das Pedal 29 nicht
freigegeben wurde, dann bewegt sich der Kolben 23 mit einer
langsamen Geschwindigkeit weiter vorwärts (Schritt 222).
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Wenn
das Pedal 29 freigegeben wird, dann wird beim Schritt 227 eine
Kontrolle durchgeführt,
um zu sehen, ob die Ansaugfunktion mittels des Knopfes 63 freigegeben
wurde. Wenn sie wurde, dann wird die LED 64 eingeschaltet,
und der Vorgang geht weiter bis zum Schritt 228. Wenn die
Ansaugungsfunktionsweise nicht freigegeben wurde, dann wird beim Schritt 227A der
Kolben zum Stillstand gebracht, und der Vorgang setzt sich bis zum
Schritt 216 fort, um auf die nächste Aktivierung des Pedals 29 zu
warten.
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Beim
Schritt 228 wird eine Kontrolle durchgeführt, um
zu ermitteln, ob die langsame Verabreichung für eine vorgegebene Zeitdauer
aktiviert wurde, beispielsweise vier Sekunden. Nach vier Sekunden
einer langsamen Verabreichung während
des Schrittes 228 wird der Rückstellknopf 63 kontrolliert, um
in diesem Fall zu sehen, ob der Benutzer eine Ansaugung gefordert
hat. Daher kann der Benutzer eine Ansaugung nach vier Sekunden einer
langsamen Verabreichung anfordern. Wenn der Benutzer eine Ansaugung
angefordert hat, dann wird der Kolben 23 über eine
vorgegebene Entfernung umgesteuert, kommt über eine programmierbare Zeitdauer
(beispielsweise 2 Sekunden) zum Stillstand und bewegt sich danach
zurück
in seine Ausgangsposition (d. h., in die Position des Kolbens zu
dem Zeitpunkt, wenn der Rückstellknopf
niedergedrückt
wurde). Danach geht die Vorrichtung zum Schritt 216 zurück und wartet
auf die Aktivierung des Pedals 29.
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Indem
zum Schritt 224 zurückgegangen wird,
wird die Patrone 21 leer, wie es vom Mikroprozessor ermittelt
wird, danach werden beim Schritt 230 alle Lampen 61 ausgeschaltet,
und eine schnelle Folge von Pieptönen wird vom Piepser 160 ausgegeben.
Während
dieser Pieptöne
erfordert der Schritt 232 die Durchführung einer Kontrolle, um zu
ermitteln, ob der Rückstellknopf 63 niedergedrückt wurde. Wenn
der Knopf 63 niedergedrückt
wird, kehrt die Vorrichtung zum Schritt 206 zurück, wo sich
der Kolben 23 zurückzieht
und die Vorrichtung für
eine frische Patrone 21 bereit ist.
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Eine
alternative Folge startet mit dem Schritt 220, wenn das
Pedal 29 in der zweiten Position vorgefunden wird, wodurch
bewirkt wird, daß ein
schnelles Verabreichungsunterprogramm eingeleitet wird. Genauer
gesagt, beim Schritt 234 wird der Kolben mit einer höheren Geschwindigkeit
vorwärtsbewegt,
und gleichzeitig werden die Lampen 61 und der Piepser mit
einer höheren
Geschwindigkeit als beim Schritt 222 aktiviert. Beispielsweise
kann die Vorrichtung bei der langsameren Geschwindigkeit das Anästhetikum mit
1 Tropfen/sec. (oder typischerweise etwa 0,02 ml/sec.) verabreichen,
während
das Anästhetikum bei
der höheren
Geschwindigkeit mit 0,04 ml/sec. verabreicht werden kann.
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Mittlerweile
wird beim Schritt 236 eine Kontrolle durchgeführt, um
zu ermitteln, ob die Patrone 21 leer ist. Wenn sie es ist,
dann werden die Schritte 230 und 232 durchgeführt, wie
es vorangehend diskutiert wird. Wenn aber die Patrone 21 nicht
leer ist, dann wird beim Schritt 238 ein Test durchgeführt, um zu
ermitteln, ob das Pedal 29 freigegeben wurde. Wenn das
Pedal freigegeben ist, dann kehrt die Vorrichtung zum Schritt 216 zurück und wartet
auf eine Pedalaktivierung; wenn das Pedal jedoch nicht freigegeben
ist (Schritt 238), dann wird die Verabreichung des Anästhetikums
mit höherer
Geschwindigkeit fortgesetzt.
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Indem
man zum frühen
Schritt 204 zurückkehrt,
wenn der Rückstellknopf 63 gleichzeitig
wie der Leistungsknopf niedergedrückt wurde, wird dann ein Reinigungsunterprogramm
eingeleitet. Als Teil dieses Unterprogramms wird der Kolben 23 vollständig ausgezogen
und verbleibt in jener Position, so daß er gereinigt und/oder ersetzt
werden kann. Wenn der Rückstellknopf 63 niedergedrückt wird
(wie im Schritt 242 festgelegt), zieht sich der Kolben
zurück (Schritt 206),
und der normale Betrieb wird wieder aufgenommen.
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Zusammenfassend,
der Rückstellknopf 63, das
Pedal 29 und der Schalter 152 der Antriebseinheit 13 werden
benutzt, um drei unterschiedliche Funktionsweisen des Systems 11 zu
definieren. Bei der ersten Funktionsweise, wenn der Rückstellknopf 63 kontinuierlich über etwa
zwei Sekunden unten gehalten wird, wird der Kolben 23 vollständig in
das Innere der Antriebseinheit 13 zurückgezogen (Ausgangsposition).
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Bei
der zweiten Funktionsweise wird der Rückstellknopf gedrückt, und
danach wird das Fußpedal 29 etwas
niedergedrückt
und über
vier hörbare Pieptöne gehalten
und danach entfernt. Das aktiviert die Ansaugfunktionsweise des
Systems 11, wie es beschrieben wird.
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Bei
der dritten Funktionsweise, wenn der Rückstellknopf 63 gedrückt und
unten gehalten wird, und wenn der Schalter 152 aktiviert
wird, wird die Reinigung des Systems 11 eingeleitet, und
der Kolben 23 wird vollständig für ein leichtes Entfernen ausgezogen,
um ihn zu reinigen oder auszuwechseln.
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Um
die Patrone 21 aus der Antriebseinheit 13 nach
Benutzung zu entfernen, wird der Patronenhalter 17 zuerst
aus der Aufnahmeeinrichtung 25 durch Drehen des Endes 96 um
eine entgegengesetzte Vierteldrehung freigegeben. Danach ordnet der
Operator das Ende eines geeigneten spitzen Instrumentes in den Löchern 88 an
(siehe 6A), die längs des
vorderen Endes 94 des Patronenhalters 17 gebildet
werden, um die Patrone 21 aus dem Halter 17 zu
drücken.
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Da
die Elemente und Bauteile des Gegenstandes der Erfindung jetzt sehr
detailliert beschrieben werden, wird eine typische Funktion für ein besseres
Verständnis
ihrer Vorteile vorgelegt. Das System wird initiiert, wenn der Leistungsknopf
eingeschaltet wird. Sobald der Strom eingeschaltet ist, zieht sich
der Kolben 23 in eine Ausgangsposition zurück, und
die Stromlampe 62 schaltet sich ein. Der Dentist oder Zahnarzthelfer
setzt dann eine Patrone 21 in den Patronenhalter 17 ein
und positioniert den Kopf des Kolbens 23 im Boden des Patronenhalters 17,
so daß dieser
Kopf gegen den Kolben 85A stößt. Der Patronenhalter wird
danach am Gehäuse 13 gesichert,
indem er in die Aufnahmeeinrichtung 25 nach unten gepreßt und um
90° im Uhrzeigersinn
gedreht wird (siehe 1, 3 bis 6). Diese Bewegung zwingt den Patronenhalter 17 ebenfalls,
sich über
den Kolben 23 zu schieben. Diese Bewegung bewirkt wiederum,
daß sich
die Spitze 83 nach unten bewegt und die Abdichtung 92 zerreißt, wodurch
die Patrone 21 geöffnet
wird. Daher wird der Patronenhalter 17 in einer Bewegung
am Gehäuse 13 montiert,
und gleichzeitig wird die Patrone 21 geöffnet. Als nächstes wird
das Fußpedal 29 einmal
niedergedrückt,
wodurch bewirkt wird, daß sich
der Kolben 23 um ein vorgegebenes Maß nach oben bewegt, wodurch
das Anästhetikum
aus der Patrone 21 gedrückt
wird, um in den Mikroschlauch 19, durch den Griff 15 zur
Nadel 102 zu fließen,
bis eine kleine Menge herausspritzt. Auf diese Weise wird Luft aus
dem Mikroschlauch 19 und der Nadel 102 abgelassen.
Nach diesem automatischen Ablassen schalten sich die Lampen 61 ein,
was zeigt, daß die
Patrone voll ist, und daß das ganze
System jetzt betriebsbereit ist.
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Um
mit der Infusion des Anästhetikums
zu beginnen, erfaßt
der Dentist zuerst den Griff 15, entfernt die Kappe 121 und
setzt die Nadel 102 in das vorgesehene Gewebe ein. Vorteilhafterweise
kann die Kappe 121 in der Aufnahmeeinrichtung 27 gelagert
werden. Wenn es erforderlich ist, kann der Dentist den Griff 15 biegen,
wie es in 8 gezeigt
wird. Das Ausgeben des Anästhetikums
wird begonnen, indem das Fußpedal 29 nach
unten in die erste Position gedrückt
und gehalten wird, was bewirkt, daß sich der Kolben 23 mit
einer konstanten ersten Geschwindigkeit nach oben bewegt. So lange
wie das Fußpedal 29 in
der ersten Position gehalten wird, wird ein ständiger Piepton in Intervallen
von etwa 1 Sekunde ausgesendet, und die Füllstandsmeßlampen 61 blinken
mit der gleichen Geschwindigkeit. Wenn der Dentist das Anästhetikum
mit einer höheren
Geschwindigkeit ausgeben möchte,
drückt
er das Pedal 29 in die zweite Position nach unten. Der
Kolben 23 bewegt sich dann schneller. Diese Funktionsweise
wird dadurch angezeigt, daß die
Lampen 61 schneller blinken, und daß der Piepser 160 die
Töne ebenfalls
mit einer höheren
Geschwindigkeit aussendet. Um das Ausgeben des Anästhetikums
zu stoppen, nimmt der Dentist seinen Fuß vom Pedal 29. Diese
Handlung bewirkt, daß der
Kolben 23 zum Stillstand kommt. Die Lampen 61 hören auf
zu blinken und bleiben eingeschaltet, und der Piepser 160 unterbricht
ebenfalls das Aussenden der Pieptöne. Bevor er zu weiteren Behandlungen übergeht,
bringt der Dentist die Kappe 121 auf der Nadel 102 an
und legt dann den Griff 15 über die Aufnahmeeinrichtung 27, wobei
sich die Kappe 121 in die Aufnahmeeinrichtung 27 erstreckt.
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Während das
Anästhetikum
ausgegeben wird, wird die Position des Kolbens 23 fortlaufend überwacht,
um die Menge des Anästhetikums
zu ermitteln, die in der Patrone 21 verbleibt. Wenn die
Patrone 21 leer wird, kommt der Kolben 23 zum
Stillstand, die Lampen 61 gehen aus, und eine Reihe von schnellen
Pieptönen
wird vom Piepser 160 ausgesendet, um zu zeigen, daß die Patrone 21 ausgewechselt
werden muß.
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Wenn
eine Ansaugung gewünscht
wird, betätigt
der Dentist zuerst das Fußpedal
in der ersten Position über
mindestens vier Sekunden (d. h., vier Pieptöne). Er aktiviert dann den
Rückstell/Ansaugknopf 63.
Diese Tätigkeit
bewirkt, daß sich
die Lampe 64 einschaltet und der Kolben 23 seine
Vorwärtsbewegung über einen
vorgegebenen Abstand umkehrt, wodurch bewirkt wird, daß das Anästhetikum
(und gelegentlich Körperflüssigkeiten)
in den Mikroschlauch 21 zurückgezogen wird. Nach der Zurückbewegung
stoppt der Kolben 23 zwei Sekunden (damit der Dentist visuell
den Inhalt des Mikroschlauches 19 innerhalb des Griffes 15 kontrollieren
kann) und bewegt sich danach in seine Ausgangsposition zurück. Wenn
das Fußpedal 29 noch
niedergedrückt ist,
setzt der Kolben 23 dann seine Vorwärtsbewegung fort.
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Am
Ende einer Behandlung drückt
der Dentist den Knopf 63 über zwei Sekunden. Diese Tätigkeit
bewirkt, daß der
Kolben 23 in seine Ausgangsposition zurückkehrt, wodurch das Entfernen
und Wegwerfen der Patrone 21 gestattet werden.
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Vorzugsweise
werden für
einen neuen Patienten alle wegwerfbaren Elemente des Systems weggeworfen.
Das kann bewirkt werden, indem der Leistungsknopf 152 und
der Rückstellknopf 63 gleichzeitig
eingeschaltet werden. Diese Tätigkeiten initiieren
die Reinigungsfunktionsweise, während
der der Kolben vollständig
ausgezogen wird, so daß er entfernt
und weggeworfen werden kann, zusammen mit dem Patronenhalter 17,
dem Mikroschlauch 19 und dem Griff 15.
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Das
System der Erfindung verabreicht unter der Mikroprozessorsteuerung
genaue Druck- und Volumenverhältnisse
des Anästhetikums.
Sogar in elastischem Zahngewebe, wie beispielsweise dem Gaumen und
der periodontalen Sehne, verabreicht das System der Erfindung einen
Anästhetikum-Tropfen, der
dem Nadeleintritt vorangeht, was wirksam einen Weg für das Anästhetikum
schafft. Diese Kombination eines Weges für das Anästhetikum und der gesteuerten
Strömungsgeschwindigkeit
führt zu
einer im wesentlichen nicht wahrnehmbaren Injektion und zu einem
schnellen Einsetzen der gründlichen
Anästhetika,
alles zum Wohlbefinden und der Hilfe für den Patienten.
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Außerdem gewährt das
System der Erfindung eine bessere taktile Kontrolle als die traditionellen
dentalen Spritzenanlagen, und eine genaue Nadelanordnung wird daher
gesichert.
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Es
wird daher gesehen werden, daß die
vorangehend dargelegten Ziele unter jenen, die aus der vorhergehenden
Beschreibung sichtbar gemacht werden, wirksam erreicht werden, und
da Veränderungen
vorgenommen werden können,
ohne daß man
vom Bereich der Erfindung abweicht, wird verstanden, daß die vorangehende
Beschreibung nur veranschaulichend ist und nicht anderweitig den
Bereich der Erfindung begrenzt. Die sich anschließenden Patentansprüche definieren
den Bereich der Erfindung.