特許 7498515 医療機器用の無線周波数識別装置を有するインサートアセンブリ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-04

(45)【発行日】2024-06-12

(54)【発明の名称】医療機器用の無線周波数識別装置を有するインサートアセンブリ

(51)【国際特許分類】

   A61C 17/20 20060101AFI20240605BHJP

   A61B 17/00 20060101ALI20240605BHJP

   A61B 17/32 20060101ALI20240605BHJP

   A61C 1/00 20060101ALI20240605BHJP

【ＦＩ】

A61C17/20

A61B17/00 700

A61B17/32 510

A61C1/00 Z

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2022507789

(86)(22)【出願日】2020-08-06

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-10-14

(86)【国際出願番号】 IB2020057430

(87)【国際公開番号】W WO2021028790

(87)【国際公開日】2021-02-18

【審査請求日】2023-05-10

(31)【優先権主張番号】102019000014556

(32)【優先日】2019-08-09

(33)【優先権主張国・地域又は機関】IT

(73)【特許権者】

【識別番号】520415856

【氏名又は名称】メクトロン・ソチエタ・ペル・アツィオーニ

【氏名又は名称原語表記】ＭＥＣＴＲＯＮ Ｓ．Ｐ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】100145403

【弁理士】

【氏名又は名称】山尾 憲人

(74)【代理人】

【識別番号】100111039

【弁理士】

【氏名又は名称】前堀 義之

(72)【発明者】

【氏名】ミヌートリ，サヴェーリオ

【審査官】松江 雅人

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－２２７５７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１５－５２１８８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００８－５２８２２３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｃ １／００，１７／００

Ａ６１Ｂ １７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

インサート（２）及び無線周波数識別装置（３）を備え、医療機器ハンドピース（４）に挿入されるように適合したインサートアセンブリ（１）であって、
インサート（２）は、患者の身体の一部と相互作用するように適合され、かつインサート金属タング（５）を備え、
無線周波数識別装置（３）は、
インサート（２）の金属タング（５）に向かって配置され、強磁性材料を含む強磁性層（６）と、
強磁性層（６）と接触して配置された誘電体層（７）と、
誘電体層（７）と接触して配置され、既定の実質的に平坦な外形（Ｐ）に沿って延在するインサートアンテナ金属エレメント（９）を備えるインサートアンテナ（８）であって、外形（Ｐ）は、全体として、少なくとも金属タング（５）を包囲し、変調されても変調されなくても、既定の周波数範囲内で電磁場を送受信するように構成される、インサートアンテナ（８）と、
識別チップ（１０）であって、インサートアンテナ（８）に動作可能に接続され、作動状態において、インサートアセンブリ（１）に関する情報を送信及び／又は受信するように構成される、識別チップ（１０）と、
を備え、
強磁性層（６）は、送信／受信された電磁場と、インサート金属タング（５）の金属部品、及び／又はインサートに存在する液体、及び／又はインサートアンテナ金属エレメント（９）との相互作用に起因する、インサートアンテナ（８）の近傍における電界寄生効果によって引き起こされる電磁場の減衰及び／又は歪みの現象を低減又は取り消すように適合され、
医療機器ハンドピース（４）は、ハンドピースアンテナ（１２）を備え、強磁性層（６）、誘電体層（７）、及びインサートアンテナ（８）は、識別チップ（１０）をハンドピース（４）のハンドピースアンテナ（１２）と無線通信させるように適合された送受信装置（１１）を形成し、
インサートアンテナ（８）は、インサート金属タング（５）から離れて面するインサートアンテナ金属エレメント（９）の実質的に平坦な外形（Ｐ）の第１側面又は外面（１４）を備え、
インサートアンテナ（８）は、インサート金属タング（５）の方に向いているインサートアンテナ金属エレメント（９）の実質的に平坦な外形（Ｐ）の第２側面又は内面（１５）を備え、
強磁性層（６）及び／又は誘電体層（７）は、チップシート（１３）を備え、
識別チップ（１０）は、少なくとも第１側面又は外面（１４）から突出することを回避するようにインサートアンテナ（８）に動作可能に接続され、
識別チップ（１０）の一部は、そのチップ部分（１６）と共に外面（１４）に対して反対側で突出している、すなわち、第２側面又は内面（１５）から突出しており、
突出しているチップ部分（１６）は、チップシート（１３）に収容されている、
インサートアセンブリ。

【請求項2】

強磁性層（６）、誘電体層（７）、及びインサートアンテナ（８）は、５０マイクロメートルと８００マイクロメートルとの間の厚さのスタックを形成し、６４００マイクロメートルを超えない、その長手方向延在部を横断する寸法のインサートの上方に配置されるように適合され、及び／又は、
誘電体層（７）は、強磁性層（６）とは異なり、強磁性層（６）の強磁性材料に対してインサートアンテナ（８）のインサートアンテナ金属エレメント（９）を電気的に絶縁するように、強磁性層（６）とインサートアンテナ（８）との間に介在する、請求項１に記載のインサートアセンブリ。

【請求項3】

強磁性層（６）の厚さ、すなわちインサート（２）の長手方向延在部に対する半径方向の寸法は、２０マイクロメートルと４００マイクロメートルとの間の範囲である、請求項１又は２に記載のインサートアセンブリ。

【請求項4】

内側絶縁層（１７）が、強磁性層（６）に対して内側に、すなわちインサート金属タング（５）と強磁性層（６）との間に配置されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のインサートアセンブリ。

【請求項5】

誘電体層（７）が、アクリル系又は溶剤系の両面接着剤である、請求項１から４のいずれか一項に記載のインサートアセンブリ。

【請求項6】

インサートアンテナ（８）がアルミニウム製であり、及び／又は、
アルミニウム製のインサートアンテナ（８）が、平坦な長方形の形状を有し、その短辺が１ｍｍと６ｍｍとの間であり、その長辺が１０ｍｍと３０ｍｍとの間である長方形の辺の寸法を有し、インサートアンテナ（８）の厚さが５０マイクロメートル未満である、請求項１から５のいずれか一項に記載のインサートアセンブリ。

【請求項7】

強磁性層（６）、誘電体層（７）、識別チップ（１０）、及びインサートアンテナ（８）に対して外側に配置された外側絶縁層（１８）をさらに含む、請求項１から６のいずれか一項に記載のインサートアセンブリ。

【請求項8】

強磁性層（６）、誘電体層（７）、識別チップ（１０）、及びインサートアンテナ（８）に対して外側に配置された保護層（１９）をさらに含む、及び／又は、
外側絶縁層（１８）に対して外側に配置された保護層（１９）をさらに含む、及び／又は、
外側絶縁層（１８）は、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、又はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、又はポリアミドで作製され、及び／又は、
保護層（１９）は、生体適合性であり、及び／又は、
保護層（１９）は、一成分又は多成分エポキシ化合物又は塗料である、請求項１から７のいずれか一項に記載のインサートアセンブリ。

【請求項9】

強磁性層（６）、誘電体層（７）、及びインサートアンテナ（８）は、スタックを形成している、請求項１から８のいずれか一項に記載のインサートアセンブリ。

【請求項10】

強磁性層（６）、誘電体層（７）、及びインサートアンテナ（８）は、中心の金属エレメント（５）の周りに実質的に同心の構造を形成するインサート金属タング（５）を包む、請求項１から９のいずれか一項に記載のインサートアセンブリ。

【請求項11】

強磁性層（６）は、フェライトで作製され、及び／又は、
強磁性層（６）は、材料全体に分散されたマイクロメートルサイズの磁性粉末と混合された、薄く、高透磁性の焼結フェライト又はポリマーベースで作製され、及び／又は、
識別チップ（１０）は、ＲＦＩＤタグチップであり、及び／又は、
識別チップ（１０）は、５０マイクロメートルと１２００マイクロメートルとの間の基部側の寸法、及び３００マイクロメートル未満の厚さを有する平行六面体形状を有する、請求項１から１０のいずれか一項に記載のインサートアセンブリ。

【請求項12】

インサートアセンブリ（１）は、歯科又は予防又はインプラント学用の医療機器、及び、顎顔面又は頭蓋顔面又は神経－脊髄又は整形外科分野又は他の解剖学的領域における医療用途用の医療機器、と関連して動作するように構成される、請求項１から１１のいずれか一項に記載のインサートアセンブリ。

【請求項13】

制御エレメント（２１）と、ＲＦ送受信器用のハンドピースアンテナ（１２）を設けた医療機器ハンドピース（４）と、請求項１から１２のいずれか一項に記載のインサートアセンブリ（１）と、を備えた医療機器（２０）であって、インサートアセンブリ（１）は、ハンドピース（４）に分離して動作可能かつ機械的に接続される、医療機器。

【請求項14】

医療機器ハンドピース（４）は、ハンドピース遠位端（３０）で終端するハンドピース遠位部分（２２）と、中央のハンドピース部分（２３）と、近位ハンドピース部分（２４）とを備え、超音波発生器又は制御ユニット（２６）に接続された振動子（２５）は、医療機器ハンドピース（４）に受け入れられ、インサート取り付け用のねじ付きタング（２７）は、ハンドピース遠位部分（２２）を通って突出し、作動時にインサート（２）を共振させるようにインサート（２）に取り外し可能に接続し、
インサート取り付けタング（２７）は、インサートアセンブリ（１）のねじ接続用にねじが切られており、及び／又は、
ハンドピース遠位部分（２２）は、ハンドピース（４）に固定又は取り外し可能に接続されるハンドピースアンテナ（１２）を備え、及び／又は、
ハンドピース遠位部分（２２）は、ハンドピースアンテナ接続エレメント（２８）を備え、ハンドピースアンテナ（１２）は、ハンドピースアンテナ接続エレメント（２８）に支持されて電気的に接続され、インサートがハンドピース（４）に接続された状態にてインサートアンテナ（８）の近傍に配置されるように、ハンドピースアンテナ接続エレメント（２８）からハンドピース遠位端（３０）の方へ突出し、及び／又は、
ハンドピース遠位部分（２２）は、ハンドピースアンテナ接続エレメント（２８）を備え、ハンドピースアンテナ（１２）は、ハンドピースアンテナ接続エレメント（２８）に支持されて電気的に接続され、インサートがハンドピース（４）に接続された状態にてハンドピースアンテナがインサートアンテナ（８）と少なくとも部分的に重なり配置されるように、ハンドピースアンテナ接続エレメント（２８）からハンドピース遠位端（３０）の方へ突出し、及び／又は、
ハンドピースアンテナ接続エレメント（２８）は、固定された又は取り外し可能な形態でハンドピースに電気的に接続され、ハンドピースアンテナ接続エレメント（２８）は、少なくとも１つのＬＥＤ（２９）を備え、及び／又は、
少なくとも１つの集光器（３２）を備える導光エレメント（３１）は、医療機器（２０）の作業領域を照らすためにハンドピースの遠位端（３０）で少なくとも１つのＬＥＤ（２９）の光を導くように、ハンドピースアンテナ接続エレメント（２８）に関連付けられ、及び／又は、
導光エレメント（３１）、ハンドピースアンテナ接続エレメント（２８）、及びハンドピースアンテナ（１２）は、ハンドピース遠位部分（２２）に取り外し可能に接続されるハンドピース遠位部分蓋（３３）によって覆われている、請求項１３に記載の医療機器。

【請求項15】

医療機器（２０）は、電気及び流体供給用の接続ケーブル（３４）によってハンドピース（４）を超音波発生器又は制御ユニット（２６）に接続し、医療機器ハンドピース（４）は、超音波マイクロ振動を発生させるための機器に機械的に結合されたインサート（２）を交換可能に受け入れ、インサートは、選択されたインサート（２）の種類の機能として異なる電力及び振幅の超音波範囲において動作する、請求項１３又は１４に記載の医療機器（２０）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無線周波数識別装置を有するインサートに動作可能に接続されるように適合した医療機器及び／又は歯科機器用の無線周波数識別装置を有するインサートアセンブリに関する。

【0002】

例えば、本発明は、小型無線周波数識別装置を使用することによってインサートを認識するように適合された超音波圧電素子用のハンドピースアセンブリに関する。

【0003】

特に、本発明は、インサートと無線周波数識別装置とを備えるインサートアセンブリに関し、該インサートアセンブリは、医療機器ハンドピースに挿入されるように適合され、インサートは、患者の身体の一部と相互作用するように適合される。

【0004】

さらに、本発明は、医療外科分野（例えば、神経－脊髄、頭蓋顔面、整形外科、耳鼻咽喉科）、歯科、外科、及び非外科分野（例えば、口腔外科手術、インプラント学、歯科衛生、及び予防など）に特に及び有利に適用されるが、他の実施形態により工業又は建設分野でも等しく使用可能な超音波システムの状況に関する。

【0005】

より正確には、そのようなシステムは、材料、例えば石灰化材料の除去、摩耗、切断又は穿孔を行う必要がある分野で使用することができる。

【0006】

以下、用途（application）とは、医療外科分野（例えば、神経－脊髄、頭蓋顔面、整形外科、耳鼻咽喉科）、歯科分野、外科及び非外科分野（例えば、口腔外科、インプラント学、歯科衛生、及び予防などにおける）での用途を意味するが、他の実施形態による工業又は建設分野、例えば、骨、エナメル質、象牙質、歯石、及びバイオフィルムなどの石灰化型材料の除去、摩耗、切断又は穿孔を行う必要がある分野において等しく使用可能である。

【背景技術】

【0007】

医療又は歯科分野、特に外科又はインプラント学分野では、超音波のパワーが、硬質組織（骨）及び軟組織の切開、血管の焼灼、及び歯石除去用の歯科予防の分野において適用されている。

【0008】

単に例として、インプラント学の分野を参照すると、骨へのねじ又は他の固定システムの挿入用の部位は、上述したタイプの回転ツールを使用することによって準備されるが、術者にとっては術中、患者にとっては術後の両方に深刻な制限がある。

【0009】

ほんの数例を挙げると、従来の器具は、困難な又は制限された外科的アクセスの複雑な解剖学的構造の存在下で、又は神経及び血管などの繊細な解剖学的構造の近くで、手術部位を手術するときに問題がある。

【0010】

回転によって生成される大量の機械的エネルギー及び術者が機器に加えなければならないかなりの圧力は、非石灰化構造体への損傷の可能性、かなりの量の熱の生成、摩擦による損失、結果として石灰化組織の過熱、要求される術中の精度及び制御の労力における術者の疲労の原因となる。

【0011】

本発明の内容は、例えば口腔インプラント学などの医療及び歯科用途のための超音波動力システムに関する。しかしながら、本発明は、医療分野及び工業分野の他の分野にも同様に適用することができる。

【0012】

ほとんどの超音波動力システムの動作は、印加手段における縦波の伝送に基づく。そのような波は、圧電変換器によって生成され、超音波ホーンと呼ばれる集光器つまり導波路を介して手段に伝達される。

【0013】

しかしながら、撓み、ねじり、又は複合振動が使用される用途がある。歯科分野では、例えば、超音波振動子で励起された長手方向の振動は、非対称形状の先端又はインサートを介して撓み振動に変換される。インサートの外形に１つ又は複数の曲線を組み込むことは、すなわち、口腔の内部への良好なアクセスを可能にし、インサートの操作部の近くに振動子の長手方向の動きを線形の撓み振動に変換するという二重の目的を有する。

【0014】

超音波アブレータでは、フック状インサートの撓み運動は、通常、歯から石灰化した堆積物（歯石）を除去するために使用される。超音波メス（例えば、Mectron S.p.A.の「Piezosurgery device」など）では、鎌状インサートで生成された横方向の動きを使用して、下顎骨及び他の石灰化組織を正確に切開する。

【0015】

独国特許発明第１０２００５０４４０７４Ａ１号明細書又は欧州特許第２０５７９６０Ｂ１号明細書に記載されるように、線形振動及び楕円振動の両方によって歯石を除去する超音波アブレータもある。これらのシステムでは、直交平面における振動子の撓み振動によってインサートにおいて双方向成分を有する振動運動が生成される（特に欧州特許第２０５７９６０Ｂ１号明細書参照）。これらの撓み振動子の構成は、反対の極性により半径方向及び軸方向に挿入された隣接する圧電容積によって横方向の振動が引き起こされるという以前に開示された概念を参照する。［Mori,E.et al.,“New Bolt Clamped Flexural Mode Ultrasonic High Power Transducer with One-Dimensional Construction”,Ultrasonics International 89 Conference Proceedings”;Watanabe,Y.et al.,“A Study on a New Flexural-mode Transducer-solid Horn System and its Application to Ultrasonic Plastic Welding”,Ultrasonics Vol.34,1996,pp.235-238;Yun,C-H.et al“A High Power Ultrasonic Linear Motor using a Longitudinal and Bending Hybrid Bolt-Clamped Langevin Type Transducer”,Jpn.J.Appl.Phys.,Vol.40,2001,pp.3773-3776を参照。］

【0016】

顎顔面手術処置では、インサートの超音波振動が骨組織を切断するために一般的に使用される。

【0017】

歯科インプラント学プロトコルによれば、縮小されたサイズの最初の穴が得られると、インプラントと適合する直径に達するまで、増大セクションの回転ドリルを使用して徐々に拡大される。

【0018】

口腔内で行われる手術用の超音波システムにおいて通常使用されるインサートは、インプラント部位の準備のすべての段階を実行するには不十分な振動振幅を有する。このような制限は、インサートのセクションが大きいほど、同じハンドピースを使用して生成される振動の振幅が小さくなるという、これらの機器の設計に固有のものである。このような、インサートのセクションと振動との間の逆の関係は、特に直径数ミリメートルの穿孔が必要とされる口腔インプラント学において、技術の適用性の限界である。

【0019】

インサートの線形振動に関するさらなる問題が存在し、これは、ハンドピースの手動のスイングがそれとの組み合わせにおいて適用されない限り、下顎組織の穿孔ができないことである。そのような補助動作は、口の内側で術者によって生成するのは確実に困難であり、いずれの場合でも、臨床でのインプラントの実施が今日必要とする精度の要件に、あまり適合していない。

【0020】

ねじり振動、又はねじり及び長手方向の超音波振動の組み合わせの励起によって生体組織を切開するのに適した超音波装置は、米国特許第７３７４５５２Ｂ２号明細書、米国特許第６４０２７６９Ｂ１号明細書、米国特許出願公開第２００９／２３６９３８Ａ１号明細書、米国特許出願公開第２０１１／０２７８９８８Ａ１号明細書から知られている。これらの装置の共通の特徴は、それらがすべて単一の幾何学的展開軸を有し、基本的に軸対称システムであることである。歯科インプラントなどの顎顔面用途では、口腔内で使用される振動インサートは、振動子軸に対して著しく非対称な展開を有する。したがって、これらの分野では、上述の発明の教示に従ってインサートの操作部に、ねじりの又は長手方向及びねじりの振動を生成することはできない（振動子及び操作部が同軸であるシステムにのみ有効である）。

【0021】

Slipszenko（米国特許出願公開第２０１３／０２５３５５９Ａ１号明細書）は、振動子の軸に垂直な発生軸を有する、軟組織の治療用の超音波メスにおいて、ねじり、撓み、又は長手方向の振動が交互に生成される超音波システム構成を考案した。この解決策によれば、圧電変換器の横方向の振動は、振動子軸に対して偏心して取り付けられた超音波ホーン又は導波路を組み込むことによって、ねじり振動、撓み振動、又は縦（長手方向）振動に変換することができる。振動の伝達が正しく行われるために、ホーンの後部の直径は、変換器の直径よりも大きくなければならない。直交平面に代替的な振動ファミリーを生成することは可能であるが、Slipszenkoの解決策を適用することによって、歯科及び医療の機器のコンパクトさ、人間工学、及び重さの特定の要件を達成することはできない。超音波ホーンの大きなサイズ及び偏心取り付けは、口腔内の視認性を著しく制限するだろう。さらに、Slipszenkoの解決策では、適切な振動を伝達するために、メスと変換／振動伝達ホーンとの間に、１つ又は複数の導波路が挿入される。これらの構成要素の数を最小限に減らしても、装置の全長は、口腔又は顎顔面又は神経脊髄又は頭蓋骨腔の内側などの小さい、窮屈な、繊細な空間における用途に関し、依然として不適合である。

【0022】

Mishiro（特開平３－０３７３２０７号公報）は、歯科用途において適用性を理論的に見出すことができる材料の除去用の超音波システムを提案した。提案された解決策は、導波路に連結された超音波振動子によって形成されたジョイントにおいて生成された楕円振動が、導波路の先端と接触したままの操作ツールの回転を生成する、超音波モータの典型的な動作原理に基づいている。特開平３－０３７３２０７号公報に開示されている構成では、その対称軸が振動子の軸に対して垂直又は平行であり得る操作ツールは、回転に加えて超音波振動し、材料の除去を可能にする。振動運動が伝達される、操作ツールと導波路との間の接触点は、回転によって生成され、振動子－導波路のジョイントにおいて生成される長手方向（縦）振動及び横方向振動の腹に対応する。この解決策に記載された構成によれば、動作要素は、振動要素に沿って生成された同数の静止ノードに位置する２つのパッドによって支持される。そのような解決策は、その実施において複雑であり、歯科インプラントにおけるように、操作ツール（インサート）が連続して使用され及び交換されなければならない用途には適していないように思われる。

【0023】

さらに、生物医学又は医療器具の分野では、患者の安全性の継続的な改善の必要性が強く感じられる。

【0024】

このため、生物医学的器具（例えば、歯科用の医療機器における患者の歯、又は例えば、顎顔面又は神経－脊椎又は頭蓋骨又は整形外科領域などの区域で外科的に使用するための器具における骨、において動作するように適合されたインサート）用のインサートが、常に正確かつ安全に動作し、信頼できる製造業者から得られ、医療機器に適したタイプであり、使い過ぎていないことなどを保証しなければならない。

【0025】

この目的のために、インサート及びその動作に関する情報を医療機器の制御ユニットに提供するように適合された識別装置を設けたインサートを有することが非常に重要である。

【0026】

これに関して、ＲＦＩＤ識別装置を設け、医療機器の残りの部分と無線通信するように適合されたインサートが知られている。

【0027】

この種の解決策は、例えば、国際公開第２００６０８２３４０号パンフレット、米国特許出願公開第２０１１０８７６０５Ａ１号明細書、米国特許出願公開第２０１５１４７７１８Ａ１号明細書、米国特許出願公開第２００９０４７６２４Ａ１号明細書、米国特許出願公開第２００８０４４７９０Ａ１号明細書、米国特許出願公開第２００９０６５５６５Ａ１号明細書、米国特許出願公開第２０１５１５０６４７Ａ１号明細書に記載されている。独国特許出願公開第１０２０４８８４Ａ１号明細書は、医療機器での使用に関連せず、１３．５６ＭＨｚの周波数で動作する小型発振回路及びアンテナを設けた「トランスポンダ付きラベル」又は「ＲＦＩＤラベル」を記載している。

【0028】

しかしながら、この分野で使用されるインサートの特定の特徴、とりわけ非常に小さいサイズ、及びインサート本体を形成する金属エレメントの存在のために、既知の解決策によって提供される通信能力は、ニーズに対して満足するものではない、又は今日のユーザに利用可能な用途が見つからない。

【0029】

より具体的には、医療機器の残りの部分と共にＲＦＩＤ識別装置の無線通信を保証するために、すなわちＲＦＩＤ識別装置の励起のために、インサートに配置された小型アンテナは、インダクタンスのように作用する。

【0030】

しかしながら、そのようなインダクタンスは、インサート本体の金属の存在によって、さらには電磁場の敵対者（antagonists）として作用するインサートに存在し得る可能な液体（例えば、本来生理食塩水である生理学的溶液）によって、乱される。なぜならば、それらは電磁場を吸収し、金属の場合、電磁場を対称的に再放出して、金属の境界ゾーンで電磁場の取り消しを引き起こす傾向があるからである。

【0031】

要約すると、そのような現象の全体的な結果は、インサートアンテナの近傍における電磁場によって搬送される信号の強い減衰、又はさらに打ち消しであり、これは、ＲＦＩＤ識別装置と医療機器の残りの部分との間の通信の能力を低下させ、又はさらにそのような通信が行われるのを防止する。
この状況は、ＲＦＩＤ識別装置の利点を効果的に損なう。

【0032】

ＲＦＩＤ識別装置を有するインサートの前述の既知の解決策のさらなる欠点は、様々な国におけるこの種の通信用の異なる予想される規格に従って、ＵＨＦ ＲＦＩＤ通信によって必要とされる周波数で動作するインサートアンテナを設計することが困難であることにある。
要約すると、医療機器の残りの部分との効果的かつ信頼性の高い通信をサポートするように適合された識別装置を設けた医療器具インサートの必要性は、満たされていないままである。

【0033】

さらに、インサートは、超音波発生器に交換可能に接続されなければならず、繰り返し使用されるためには、インサートをハンドピースから分離してオートクレーブに配置することができなければならず、それに接続される任意のＲＦＩＤ識別装置に関して繰り返しで、非常にストレスの多い処理サイクルを引き起こすということを考慮しなければならない。

【0034】

したがって、サイズが小さいだけでなく、したがってハンドピースの小さな遠位部分に適合することができる、すなわち、狭い操作又は介入分野に適合するだけでなく、同時に、オートクレーブ又はその滅菌のための同様の処理サイクルによって与えられる応力に対して非常に耐性がある、インサート識別解決策用の必要性が依然として強く感じられている。

【0035】

前述の、インサートのＲＦＩＤ識別装置を医療機器の残りの部分と無線通信させる必要性は、医療機器ハンドピースに追加の要件を課す。そのようなハンドピースは、適切に給電されなければならない無線周波数アンテナを設けなければならない。

【0036】

ハンドピースの内側に配置される読み取りアンテナは、非常に厳しい寸法及び動作要件を満たさなければならない。アンテナをハンドピースに収容できるように、アンテナの寸法は、小型化されねばならない。このことは、リング又はループアンテナを使用することを示唆している。

【0037】

しかしながら、小さなリング又はループアンテナは、いくつかの問題を抱えている。主な問題の１つは、アンテナリングを循環する電流が、動作周波数及び幾何学的寸法に依存して、いわゆる空隙、つまり電流が位相反転を受けるポイント、を有する傾向があるという事実から生じる。このような現象は、電流が０であるため、アンテナ放射が幾つかのポイントで０であること、また、位相電流が一次電流とは反対である、他の低い放射ポイントをも引き起こすということを意味する。最終的に、このことは、アンテナの送信能力を著しく低下させる。

【0038】

環境の電磁気疑似事象に起因するエネルギー損失及び線路反射の発生を最小化するためのさらなる基本的な必要性は、ＵＨＦ周波数範囲におけるアンテナインピーダンスを、医療機器の発生器への整合を確保する必要性から生じ、これは、アンテナ及び利用可能スペースの小さいサイズに起因して、この適用範囲で達成することは容易ではない。

【0039】

最後に、インピーダンス整合条件下で、無線周波数コネクタが存在しない状態で、ハンドピースアンテナに供給するように意図されたハンドピース内部の無線周波数信号を送信する必要が生じる。

【0040】

したがって、インサート無線周波数識別装置との効果的な無線通信を可能にするためのハンドピースにおける効果的な無線周波数信号の送受信器の解決策のさらなる必要性は、依然として強く感じられ、現在満たされていない。

【発明の概要】

【0041】

本発明の目的は、背景技術を参照して上述した欠点を解決し、考慮される技術分野において特に感じられる前述の必要性に応答することを可能にする医療機器アセンブリを提供することである。

【0042】

そのような目的は、請求項１に記載のアセンブリによって達成される。

【0043】

そのようなアセンブリのさらなる実施形態は、請求項２から１２に定義されている。

【0044】

本発明のさらなる目的は、前述のハンドピースを備える医療機器を提供することである。

【0045】

そのような目的は、請求項１３に記載の医療機器によって達成される。

【0046】

そのような機器のさらなる実施形態は、請求項１４及び１５に定義されている。

【0047】

本発明から生じる主な利点のいくつかは以下の通りである。
材料の位置、厚さ、及び種類は、手術部位の臨床医の視界を妨げることなく、インサートの直径の増加を最小化することを可能にし、したがって、患者の安全性を保証し維持する；
材料及びＲＦＩＤチップの、すなわちインサートの金属に添加される材料の、小さい寸法及び軽量が１５グラム未満であることは、超音波振動子がインサートに機械的に結合されるときに超音波振動子の機械的特性に大きく影響せず、したがって、機器の超音波周波数及び振幅及び電力などの動作パラメータを変更せず、医療機器の最大かつ安全な性能を常に保証する。

【0048】

インサートにおける材料及びＲＦＩＤチップの位置、小さい寸法、及び重量は、劣化を防止し、インサートがその寿命、効率、及び有効性を維持することを確実にする。

【0049】

位置及びインサートの直径のわずかな増加は、動力学的方法に基づくトルクレンチ又は器具によるインサートと振動子との間の機械的結合の単純さに影響を及ぼさない。

【0050】

インサートにおけるＲＦＩＤシステム材料の種類（タイプ）は、オートクレーブ及び／又は機器洗浄器などの滅菌プロセスで使用される温度に適している。

【0051】

患者と相互作用するインサートにおけるＲＦＩＤコーティング材料の種類（タイプ）は、生体適合性である。

【0052】

インサートにおけるＲＦＩＤシステムの少ない数の層は、製造プロセスの単純さを保証し、常に非常に効率的なシステムを提供する。

【0053】

ＲＦＩＤシステムの厚さの減少及びその結果としてのインサートの直径の最小の増加は、ハンドピースを取り囲む構成要素がない適切な同心領域を保証し、手術中に臨床医によって与えられる過剰な圧力によって引き起こされる製造プロセスの公差又は撓みが、振動子の機械部品をインサートと接触可能とし、機器の動作パラメータにおける変化を引き起こすことを保証する。

【0054】

ＲＦＩＤインサートチップの固有の書き込み不可能なコードによるインサートの識別。
ＲＦＩＤハンドピースチップの固有の書き込み不可能なコードによるハンドピース又はハンドピースアンテナの識別。

【0055】

特に、患者の安全のために、医療機器と協力して固有のＲＦＩＤ識別により、以下が可能になる。
ａ．インサート又はハンドピースのライフサイクル全体にわたる、インサート又はハンドピースのトレーサビリティを確保する。
ｂ．インサート及びハンドピースが適切かつ適合性であるという臨床医への表示。
ｃ．選択されたインサートが選択された介入タイプに適切かつ適していることの臨床医への表示。
ｄ．現在及び過去の使用方法及び使用時間の経時変化を評価した、インサートの性能の臨床医への表示。
ｅ．使用中のインサートに関する医療機器の適切な設定に関する臨床医への指示。
ｆ．臨床プロトコル及び手術の各ステップの表示。
ｇ．予測的メンテナンス。
ｈ．定期的メンテナンス。
ｉ．製品及びその使用条件の統計及び継続的な改善のために製造業者とのデータの共有。
ｊ．医療機器、並びにインサートを有する医療システムのより良い効率及び有効性のために新しい製品又は使用モデルの可能な統合を更新するための、製造業者とのデータの共有。
ｋ．大学、トレーニングセンターなどとのデータの共有。
ｌ．患者の治療用に使用される、医療記録及びインサートの具体的な履歴の書き込み。

【0056】

通常の臨床プロトコルに従って、インサートと遠位アンテナハンドピース位置との両方、並びに、ハンドピース、及び医療機器をハンドピースに接合するケーブル、のすべてのＲＦＩＤシステムの容易な洗浄及び滅菌。

【0057】

いくつかの実施態様における、メンテナンス並びに洗浄及び滅菌のためにアンテナハンドピースを抜き出す可能性。

【0058】

ＲＦＩＤシステムのデータ伝送チャネルは、より多くの接続及びワイヤに起因する異常の可能性を増加させず、医療機器をハンドピースに接合するケーブルの可撓性を維持するという利点と共に、存在する場合、遠位位置におけるハンドピースコーンの照明用の接続を共有する。

【0059】

したがって、本発明は、歯科手術及び予防、もしくは顎顔面手術、整形外科、神経脊髄、耳鼻咽喉科、頭蓋顔面の手術、並びに、医療及び工業分野における他の分野の両方に適用可能な普遍的な解決策を提供する。

【図面の簡単な説明】

【0060】

本発明による医療機器ハンドピースのさらなる特徴及び利点は、添付の図面を参照して、例示的で非限定的な例として与えられる好ましい実施形態の以下の説明から明らかになるであろう。

【図1】図１は、例えば歯科又は顕微鏡手術での使用のための、励起ハンドピース及び交換可能なインサートアセンブリを有する超音波システムを備える医療機器の概略的なアセンブリを示す。

【図2】図２は、図１のハンドピースアセンブリ及びインサートアセンブリの特定の図１の線ＩＩ－ＩＩに沿って得られた断面図を示し、ここでは、振動子例えば圧電変換器などのハンドピースの構成要素が強調表示されている。

【図3】図３は、図１のハンドピースアセンブリ及びインサートアセンブリのいくつかの構成要素の一部が分離された不等角投影図を示し、インサートアセンブリ、ハンドピース遠位部蓋、集光器を有する導光部、ハンドピースアンテナ接続エレメントによって支持されたハンドピースアンテナ、及び圧電変換器などのハンドピース内部構成要素が示されている。

【図4】図４は、インサートアセンブリの堅固な交換可能な接続用の振動子シャフト挿入接続タングを強調して、遠位部分蓋及びハンドピースアンテナ無しでのハンドピースの中央部分のみの不等角投影図を示している。

【図5】図５は、インサートアセンブリの不等角投影図を示す。

【図6】図６は、無線周波数識別装置の異なる層が強調表示されている、図５のインサートの分離された部分の不等角投影図を示す。

【図7】図７は、インサートのインサート足部を包み取り囲む、又は部分的に取り囲むように適合された、その平面外形の延長におけるインサートアンテナの拡大平面図を示す。

【図8】図８は、識別チップの本体全体がインサートアンテナの延在面の片側のみから突出した状態で識別チップを配置するように、識別チップが接続されたインサートアンテナの細部の不等角投影図を示している。

【図9】図９は、識別チップに接続されるインサートアンテナのさらなる実施形態の不等角投影図を示している。

【図10】図１０は、識別チップが接続された図９のインサートアンテナの細部の詳細な不等角投影図を示しており、識別チップの本体全体がインサートアンテナの延在面の片側のみから突出した状態で識別チップを配置している。

【図11】図１１は、識別チップが接続されたインサートアンテナの細部の不等角投影図を示しており、識別チップの本体全体がインサートアンテナと同じ本体レベルにあり、インサートアンテナの延在面の片側のみを部分的に超えてつまり超えて突出するように識別チップを配置している。

【図12】図１２は、インサートアセンブリの上面図を示す。

【図13】図１３は、無線周波数識別装置が強調表示されている、図１２のインサートの図１２の線ＸＩＩＩ－ＸＩＩＩに沿って得られた断面図を示す。

【図14】図１４は、無線周波数識別装置の層が強調表示されている、図１３のＸＩＶで示された部分の拡大図を示す。

【図15】図１５は、図１４の拡大部の断面図を示す。

【図16】図１６は、さらなる実施形態によるインサートアセンブリの断面の詳細を示す。

【図17】図１７は、ハンドピース遠位部分の構成要素及びインサートに関連する無線周波数識別装置の様々な層を備えたインサートアセンブリと共に、ハンドピースアンテナの部分が分離された状態の不等角投影図を示す。

【図18】図１８は、ＲＦＩＤ識別チップ及びインサートアンテナからなるアセンブリの連続した等価電気回路の例を示す。

【図19】図１９は、接続モデルも含む、ＲＦＩＤ識別チップ及びインサートアンテナからなるアセンブリの別の例の等価電気回路の並列表現を示す。

【図20】図２０は、インサートアンテナ及び識別チップの実施形態のブロック図を示す。

【図21】図２１は、ハンドピースアンテナを含む医療機器ハンドピース部分のブロック図を示す。

【図22】図２２は、ハンドピースにおけるＲＦ信号分配モードの簡略化したブロック図を示す。

【図23】図２３は、ハンドピースと医療システム制御ユニットとを接続するように適合された同軸ケーブル接続のブロック図を示す。

【図24】図２４は、ハンドピースアンテナの実施形態の等価回路を示す。

【発明を実施するための形態】

【0061】

「小型化された」という用語は、５０マイクロメートルと８００マイクロメートルとの間、好ましくは１００マイクロメートルと６００マイクロメートルとの間のサイズを有する機器又は構成要素を意味する。

【0062】

「医療機器」という用語は、圧電ハンドピースが超音波周波数インサートの機械的運動を作動させる電気機械機器を意味する。これらの機器は、いくつかの分野に適用することができ、以下に例としてのみ列挙されている。

【0063】

・医療：特に、神経－脊椎、頭蓋－顎顔面、整形外科、耳鼻咽喉科、小児科分野における手術；

【0064】

・歯科、特に、手術、歯科全般、衛生及び予防（特に、歯石、歯垢、及びバイオフィルムの除去）。

【0065】

骨又は歯に対して機器によって実行される機能は、例えば、以下のものを意味する。
・切断；
・穿孔；
・除去；
・浸食。

【0066】

歯石／プラーク／バイオフィルムに対して機器によって実行される機能は、例えば、以下のものを意味する。
・除去；
・崩壊。

【0067】

図１において、参照符号１０１は、接続されたインサート２において振動を発生する、超音波微小振動を発生させる振動子２５に動作可能に接続される発生器手段１０２又は制御エレメント２１を備える超音波システム１０１を全体として識別する。

【0068】

単なる例として、超音波システム１０１は、外科用又は予防用機器、例えば歯科機器又は医療機器である。他の実施形態によれば、本超音波システム１０１は産業機器である。

【0069】

無線周波数識別装置３を有するインサートアセンブリ１は、以下に説明する。このようなインサートアセンブリ１は、医療機器のハンドピース４に挿入されるのに適合している。

【0070】

インサートアセンブリ１は、その一般的な実施形態によれば、インサート２と、強磁性層６と、誘電体層７と、インサートアンテナ８と、識別チップ１０とを備える。

【0071】

インサート２は、患者の身体の一部と相互作用するのに適し、少なくとも１つのインサート金属タング５を備える。

【0072】

強磁性層６は、インサート２の前述のインサート金属タング５と接触して、又はその一部に配置される。

【0073】

実施形態によれば、強磁性層６は、インサート２のインサート金属タング５に接着される。異なる実施形態によれば、強磁性層６は、両面接着剤を介在させることによって金属タング５に付けられる。

【0074】

強磁性層６は、強磁性材料を備える。

【0075】

誘電体層７は、前述の強磁性層６に接して配置される。

【0076】

インサートアンテナ８は、前述の誘電体層７と接触して配置され、既定の、本質的に平坦な外形Ｐに沿って延在するインサートアンテナ金属エレメント９を備える。外形Ｐは、全体として、金属タング５を少なくとも部分的に包囲して巻き付ける。

【0077】

このようなインサートアンテナ８は、変調又は非変調のいずれかで、既定の周波数範囲内で、電磁場を受信及び送信するように構成される。

【0078】

識別チップ１０は、前述のインサートアンテナ８に動作可能に接続され、作動したとき、インサートアセンブリ１に関する情報を送信するように構成されている。

【0079】

前述の強磁性層６は、送信／受信される電磁場と、インサート２のインサート金属タング５の金属部分、及び／又はインサート２に存在する液体、及び／又はインサートアンテナ金属エレメント９との相互作用に起因する、アンテナインサート８の近傍における電界寄生効果（field parasitic effects）によって引き起こされる電磁場の減衰及び／又は歪みの現象を低減又は取り消すように適合されている。

【0080】

前述の強磁性層６、誘電体層７、及びインサートアンテナ８は、インサートアセンブリ１が挿入されるのに適したハンドピース４に含まれるハンドピースアンテナ１２と、識別チップ１０とを無線通信させるように適合された送受信装置１１を形成する。

【0081】

さらなる実施形態によれば、インサートアセンブリ１は、インサート２と、無線周波数識別装置３とを備える。

【0082】

インサートアセンブリ１は、医療機器ハンドピース４に挿入されるように適合されている。

【0083】

インサートアセンブリ１は、
患者の身体の一部と相互作用するように適合されたインサート２であって、インサート金属タング５を備えるインサート２と、
無線周波数識別装置３と、を備える。

【0084】

無線周波数識別装置は、インサート２のインサート金属タング５の側面に配置された、言い換えれば、強磁性層６とインサート金属タング５との間に介在する接着剤又は両面接着剤の層を考慮して直接接触している、強磁性層６を備える。

【0085】

強磁性層６は、強磁性材料を備える。特に、強磁性層６は、送信／受信された電磁場と、インサート金属タング５の金属部品、及び／又はインサートに存在する液体、及び／又はインサートアンテナ金属エレメント９との相互作用に起因する、インサートアンテナ８の近傍における電界寄生効果によって引き起こされる電磁場の減衰及び／又は歪みの現象を、低減又は取り消すように適合される。

【0086】

無線周波数識別装置は、強磁性層６と接触して配置される誘電体層７をさらに備える。

【0087】

無線周波数識別装置は、誘電体層７と接触して配置されたインサートアンテナ８をさらに備え、既定の本質的に平坦な外形Ｐに沿って延在するインサートアンテナ金属エレメント９を備える。外形Ｐは、全体として、金属タング５を少なくとも部分的に包囲する。例えば、外形Ｐは円筒面に延びる。

【0088】

インサートアンテナ８は、変調又は非変調のいずれかで、所与の周波数範囲内で電磁場を受信及び送信するように構成される。

【0089】

無線周波数識別装置は、識別チップ１０をさらに備える。

【0090】

識別チップ１０は、インサートアンテナ８に動作可能に接続され、作動したとき、インサートアセンブリ１に関する情報を送信するように構成されている。

【0091】

さらに、医療機器ハンドピース４は、ハンドピースアンテナ１２を備える。

【0092】

強磁性層６、誘電体層７、及びインサートアンテナ８は、識別チップ１０をハンドピース４のハンドピースアンテナ１２と無線通信させるように適合された送受信装置１１を形成する。インサートアセンブリ１の実施形態によれば、前述の誘電体層７は、前述の強磁性層６とは異なる。さらに、強磁性層６の強磁性材料に対してインサートアンテナの前述のインサートアンテナ金属エレメント９を電気的に絶縁するように、誘電体層７は、強磁性層６とインサートアンテナ８との間に置かれる。

【0093】

有利には、強磁性層６及び／又は誘電体層７は、チップシート１３を備える。

【0094】

識別チップ１０は、インサートアンテナ８のインサートアンテナ金属エレメント９の実質的に平坦な外形Ｐの少なくとも第１面つまり外面１４からの突出を回避するように、インサートアンテナ８に動作可能に接続される。

【0095】

さらに、識別チップ１０は、そのチップ部分１６と共に、インサートアンテナ８のインサートアンテナ金属エレメント９の内面１５から突出して、実質的に平坦な外形Ｐの外面１４に対して反対側から突出する。

【0096】

有利には、突出したチップ部分１６は、チップシート１３に受け入れられ、無線周波数識別装置を特にコンパクトかつ省スペースにする。

【0097】

さらに、チップシート１３への突出チップ部分１６の挿入は、識別チップ１０をさらに遮蔽し、外部の電磁妨害に対してより堅牢にし、また、識別チップ１０とインサートアンテナ８とのアセンブリを、外部応力に対してより機械的に堅牢にし、例えば、滅菌オートクレーブ又は器具洗浄器によって加えられる熱応力から、より熱的に保護される。

【0098】

実施形態によれば、強磁性層６、誘電体層７、及びインサートアンテナ８は、５０マイクロメートルと８００マイクロメートルとの間、好ましくは１００マイクロメートルと６００マイクロメートルとの間の範囲の寸法のスタックを形成し、その長手方向延在部を横断する寸法、例えば、その長手方向延在軸の一方での半径方向の寸法が６，４００マイクロメートルを超えない寸法で、インサートの上方に配置されるように適合される。これらの値は、平面におけるスタックの厚さを指し、したがってそれらは、例として円筒形であるインサート２の半径を増加し、一方、インサートの半径方向の寸法は、例えば円筒形であるインサート２の金属の直径である。

【0099】

実施形態によれば、強磁性層６の厚さ、すなわちインサート２の長手方向延在部に対する半径方向の寸法は、２０マイクロメートルと４００マイクロメートルとの間、好ましくは５０マイクロメートルと３００マイクロメートルとの間の範囲内である。

【0100】

実施形態によれば、内側絶縁層１７、例えば両面接着剤は、強磁性層６に対して内側に、すなわちインサート金属タング５と強磁性層６との間に配置される。

【0101】

実施形態によれば、誘電体層７は、両面接着剤で作製される。

【0102】

実施形態によれば、インサートアンテナ８は、アルミニウム製である。

【0103】

実施形態によれば、インサートアンテナ８は、平坦な矩形形状で、それぞれ、１ｍｍと６ｍｍとの間、好ましくは２ｍｍと４ｍｍとの間の短辺、及び１０ｍｍと３０ｍｍとの間、好ましくは１２ｍｍと２５ｍｍと間の長辺の矩形面の寸法を有し、５０マイクロメートル未満のインサートアンテナ８の厚さを有する。

【0104】

実施形態によれば、無線周波数識別装置３は、強磁性層６、誘電体層７、識別チップ１０、及びインサートアンテナ８に対して外部に配置された外側絶縁層１８をさらに備える。

【0105】

実施形態によれば、無線周波数識別装置３は、強磁性層６、誘電体層７、識別チップ１０、及びインサートアンテナ８に対して外部に配置された、例えば生体適合性の保護層１９をさらに備える。

【0106】

実施形態によれば、無線周波数識別装置３は、外側絶縁層１８に対して外部に配置された、例えば生体適合性の保護層１９をさらに備える。

【0107】

実施形態によれば、外側絶縁層１８は、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、又はＰＥＴポリエチレンテレフタレート、又はポリアミド、例えばＫａｐｔｏｎ（登録商標）で作製される。

【0108】

実施形態によれば、保護層１９は、生体適合性であり、例えば、塗料、又は１つ以上の成分を有するエポキシ化合物である。

【0109】

実施形態によれば、強磁性層６、誘電体層７、及びインサートアンテナ８は、スタックを形成する。

【0110】

実施形態によれば、強磁性層６、誘電体層７、及びインサートアンテナ８は、インサート金属タング５を包み、中心の金属エレメント５の周りに実質的に同心の構造を形成する。「同心」という用語は、構造が中心の金属エレメントを完全に囲んでいることを意味するのではなく、またそれと完全に同心でなければならないことを意味するものでもなく、例えば、インサートの周囲の周りのインサートアンテナの最小伸長、所望の送受信器に適合した伸長を可能にするために、それが、中心の金属エレメントの周囲の一部に沿って内側の金属エレメントを取り巻くことのみを意味する。

【0111】

実施形態によれば、そのような強磁性層６は、フェライトを含む。実施形態によれば、強磁性層６は、材料全体に分散されたマイクロメートルサイズの磁性粉末と混合された、高透磁率を有する薄い焼結フェライト又は高分子基材（ポリマーベース）で作製される。

【0112】

実施形態によれば、強磁性層６、識別チップ１０は、ＲＦＩＤタグチップである。

【0113】

実施形態によれば、識別チップ１０は、５０マイクロメートルと１２００マイクロメートルとの間、好ましくは１００マイクロメートルと１０００マイクロメートルとの間の基部側の寸法、及び３００マイクロメートル未満の厚さを有する平行六面体形状である。

【0114】

実施形態によれば、インサートアセンブリ１は、歯科又は予防又はインプラント学用の医療機器、及び、顎顔面又は頭蓋顔面又は神経－脊髄又は整形外科又は他の解剖学的領域における医療用途用の医療機器、と関連して動作するように構成される。

【0115】

本発明はさらに、制御エレメント２１と、ＲＦ送受信器用のハンドピースアンテナ１２を設けた医療機器ハンドピース４と、上述の実施形態のいずれか１つによるインサートアセンブリ１とを備えた医療機器２０に関する。

【0116】

実施形態によれば、インサートアセンブリ１は、ハンドピース４から動作可能かつ機械的に分離可能に接続される。

【0117】

実施形態によれば、医療機器ハンドピース４は、ハンドピース遠位端３０で終端するハンドピース遠位部分２２と、中央ハンドピース部分２３と、近位ハンドピース部分２４とを備える。振動子２５、例えば圧電変換器は、超音波発生器又は制御ユニット２６に接続される。振動子２５は、医療機器ハンドピース４に受容され、インサート取り付け用タング２７は、作動時にインサート２を共振させるように、取り外し可能にインサート２に接続するハンドピース遠位部分２２を通って突出する。

【0118】

実施形態によれば、ハンドピース遠位部分２２は、ハンドピースアンテナ１２を備える。実施形態によれば、ハンドピースアンテナ１２は、ハンドピース４に取り外し可能に接続する。実施形態によれば、ハンドピースアンテナ１２は、ハンドピース４に収容され、ハンドピース４に固定される態様で接続する。

【0119】

実施形態によれば、ハンドピース遠位部分２２は、ハンドピースアンテナ接続エレメント２８を備える。

【0120】

ハンドピースアンテナ１２は、ハンドピースアンテナ接続エレメント２８に支持され電気的に接続され、インサートがハンドピース４に接続されたときに、インサートアンテナ８と少なくとも部分的に重なるようにハンドピースアンテナ接続エレメント２８からハンドピース遠位端３０の方へ突出する。

【0121】

実施形態によれば、ハンドピースアンテナ１２は、インサートがハンドピース４に接続されたときに、インサートアンテナ８と重ならないように、ハンドピースアンテナ接続エレメント２８からハンドピース遠位端３０の方へ突出する。

【0122】

実施形態によれば、ハンドピースアンテナ接続エレメント２８は、固定又は取り外し可能な態様でハンドピースに電気的に接続される。ハンドピースアンテナ接続エレメント２８は、少なくとも１つのＬＥＤ２９を備えてもよい。

【0123】

実施形態によれば、ハンドピースアンテナ接続エレメント２８は、ＬＥＤ２９を含まない。

【0124】

実施形態によれば、ハンドピースアンテナ接続エレメント２８が少なくとも１つのＬＥＤ２９を備える場合、ハンドピースアンテナ接続エレメント２８は、ハンドピースアンテナ接続エレメント２８に関連する少なくとも１つの集光器３２を備えた導光エレメント３１を備えてもよく、ハンドピース遠位端３０で少なくとも１つのＬＥＤ２９の光を誘導し、医療機器２０の作業領域を照らすことができる。

【0125】

実施形態によれば、導光エレメント３１、ハンドピースアンテナ接続エレメント２８、及びハンドピースアンテナ１２は、ハンドピース遠位部分２２に取り外し可能に接続された、例えばアルミニウム製のハンドピース遠位部分蓋３３によって覆われている。

【0126】

実施形態によれば、医療機器２０は、電気及び流体の供給用の接続ケーブル３４によって、ハンドピース４を超音波発生器又は制御ユニット２１に接続する。

【0127】

実施形態によれば、医療機器ハンドピース４は、選択されたインサート２の種類の機能として、異なる周波数並びに電力及び超音波振幅の範囲で動作する、超音波微小振動を発生させる機器例えば圧電変換器２５に機械的に結合される、インサート２を交換可能に受け入れる。

【0128】

インサートアセンブリの実施形態によれば、インサートアンテナ８は、無線周波数で動作するように適合されたＲＦアンテナであり、識別チップ１０は、無線周波数識別チップであり、前述の周波数の範囲は、１つ又は複数の無線周波数の範囲を含む。

【0129】

インサートアセンブリ１の実施形態によれば、強磁性層６、誘電体層７、及びインサートアンテナ８によって形成された前述の送受信装置（以降「送受信器構造」とも称する）は、電気的パラメータが強磁性層６のサイズ及び材料に依存する電気回路によってモデル化することができる。

【0130】

実施オプションによれば、強磁性層６、誘電体層７、インサートアンテナ８、及び識別チップ１０によって形成された前述の送受信器構造は、ＬＣ電気回路によってモデル化することができ、ここで、インダクタンスＬａ及び静電容量Ｃｃのパラメータは、強磁性層６、誘電体層７、インサートアンテナ８、及び識別チップ１０の寸法及び材料に依存する。特に、インダクタンスＬａは、強磁性層、誘電体層、及びインサートアンテナの寸法及び材料に主に依存し、一方、静電容量Ｃｃは、識別チップ１０に主に依存する。

【0131】

この場合、送受信器構造が動作することができる周波数範囲は、前述のインダクタンスＬａ及び静電容量Ｃｃのパラメータに依存する。実際、ＬＣ回路において他の要素が存在しない場合、共振周波数は、周知の式ｆ０＝１／［２π（ＬａＣｃ）１／２］から求められる。強磁性層は、インダクタンスＬＡ値に寄与するが、それがインサートアンテナから電気的に絶縁されている場合には、それは等価電気回路にさらなる要素を導入しない、ということに留意されたい。代わりに、強磁性材料がインサートアンテナの金属部分と、部分的にのみでさえ、接触していた場合には、それは、電圧に応じた非線形インピーダンスに対応するさらなる等価要素を等価電気回路に導入するであろうし、したがって共振周波数の望ましくない制御不能な摂動を引き起こす。これに関連して、前述の実施形態は、強磁性層６の強磁性材料に対してインサートアンテナのインサートアンテナ金属エレメント９を電気的に絶縁するように、強磁性層６とインサートアンテナ８との間に誘電体層７が介在しており、特に有利である。実際、この特徴により、強磁性材料とアンテナの金属部品との間の接触（不完全又は完全な絶縁のいずれか）によって引き起こされる問題、これは、送受信器システムの安定性、再現性及び効率特性を損なうことになるであろうし、設計値における単一の安定した共振周波数を保証することができなくなるであろう、は排除される。実際、アンテナを強磁性層から分離するような態様で配置された誘電体層は、共振ＲＦＩＤシステムを外部摂動から絶縁し、その安定性及び再現性を保証する機能を実行し、とりわけ、本発明のインサートアセンブリの共振ＲＦＩＤシステムが、有利にも、動作するように適合される高周波数（後述）においても、その安定性及び再現性を保証する。

【0132】

インサートアセンブリの使用の選択肢によれば、送受信器構造の動作周波数範囲は、ＵＨＦ ＲＦＩＤ帯域（８６０ＭＨｚと９６０ＭＨｚとの間）の周波数範囲、例えば、８６５－８６８ＭＨｚのＥＴＳＩ欧州技術標準、９０２－９２８ＭＨｚのＦＣＣ ＦＨＳＳ北米技術標準、９１６．７－９２０．９ＭＨｚ及び９１６．７－９２３．５ＭＨｚのＭＩＣ ＬＢＴ日本技術標準、９０２－９０７．５ＭＨｚ、及び９１５－９２８ＭＨｚのＡＮＡＴＥＬ ＦＨＳＳブラジル技術標準、９２０．５－９２４．５ＭＨｚのＭＩＩ ＦＨＳＳ中国技術標準を含む。

【0133】

インサートアセンブリの実施オプションによれば、強磁性層の厚さ、すなわちインサートに対する半径方向の寸法は、２０マイクロメートルと４００マイクロメートルとの間の範囲である。

【0134】

より好ましくは、強磁性層の厚さ、すなわちインサートに対する半径方向の寸法は、５０マイクロメートルと３００マイクロメートルとの間の範囲である。

【0135】

インサートアセンブリの実施の様々な可能な選択肢によれば、強磁性層は、材料全体に分散されたマイクロメートルサイズの磁性粉末と混合された、高透磁率の薄い焼結フェライト又はポリマーベースで作製される。

【0136】

インサートアセンブリ１の実施形態によれば、識別チップ１０は、ＲＦＩＤチップ（例えば、それ自体既知のＲＦＩＤチップ）である。

【0137】

インサートアセンブリ１の実施形態によれば、識別チップ１０は、励起されたときに、前述の送受信器構造を介して、以下のセットに属する１つ又は複数の情報項目を格納し、送信するように構成される：

【0138】

インサートアセンブリの一意かつ不変の識別コード情報；
インサートアセンブリの製造業者及びトレーサビリティ、並びに／又は、インサートアセンブリが動作することができる１つもしくは複数の種類の医療器具に関する情報；
インサートアセンブリの送受信器構造が動作することができる動作周波数範囲に関する情報；
ハンドピースにねじ込まれたインサートが医療機器において選択された手術の種類に適しているという情報；
使用モード及び使用時間の履歴に関する情報；
患者に対する臨床外科段階の効率及び有効性を最大化するためのインサートアセンブリの完全性に関する情報；
適切な予定されたメンテナンスのためのインサートアセンブリの完全性に関する情報；
インサートアセンブリがそれぞれのハンドピースに挿入された場合、インサートアセンブリが正しく挿入されているか否かに関する情報；
異常な動作状況の存在下でのインサートアセンブリの動作パラメータ及び／又はエラーもしくは警報のメッセージに関する情報。

【0139】

使用例によれば、インサートアセンブリは、歯科もしくは予防もしくはインプラント学用の医療機器、及び、顎顔面もしくは頭蓋顔面、もしくは神経－脊髄、もしくは整形外科、もしくは他の解剖学的領域における医療用途用の医療機器、と関連して動作するように構成される。

【0140】

本発明による医療機器が本明細書に記載される。

【0141】

そのような医療機器は、制御ユニットと、ハンドピースアンテナを有するハンドピースと、上述の実施形態のいずれか１つによるインサートアセンブリとを備え、該医療機器において、そのようなインサートアセンブリは、医療機器の前述のハンドピースに動作可能かつ機械的に接続され、インサートアンテナは、ハンドピースアンテナと無線通信するように構成される。

【0142】

図１８から図２０を参照して、インサートアセンブリの可能な実施形態に関するさらなる情報が以下で得られる。

【0143】

図１８は、ＲＦＩＤ識別チップ１０及びインサートアンテナ８からなるアセンブリの直列表現における等価電気回路を示す。全体の寄生静電容量を無視して、識別チップ１０は、静電容量Ｃｃ及び抵抗Ｒｃによってモデル化され、つまりインサートアンテナ８は、インダクタンスＬａ及び抵抗Ｒａでモデル化されている。実際、電気回路全体は、ＬＣ回路であり、一方、抵抗構成要素は、「理想的ではない状況」、すなわち放射システム損失及びエネルギー損失を考慮に入れる。

【0144】

そのようなモデルは、無線送受信器構造が近距離無線ＵＨＦ技術（８６０ＭＨｚ÷９６０ＭＨｚ）に基づいており、好ましくはセグメント化された閉ループ形状を有するいわゆる「磁気アンテナ」として動作している電磁場の反応部分を利用する実施形態である。

【0145】

場（fields）の観点から、強磁性層は、無線送受信器構造をインサート本体の金属部分から絶縁する機能を有し、したがって、可変一次磁場によって誘導される迷走電流によって引き起こされる反射敵対（打消し）磁場（reflected antagonist field）の生成を防止し、したがって、電磁場全体の減衰又はゼロ化の現象を回避する。

【0146】

言い換えれば、複合有効透磁率（complex effective magnetic permeability）を有する強磁性層の添加は、相互インダクタンス及び自己インダクタンスに影響を及ぼすことによって磁気プロファイルを変更する。強磁性層（例えば、上述の実施の選択肢のように）の材料及び寸法を適切に選択することにより、送受信器構造の設計を最適化し、アンテナに存在する全ての場の強度を最大化し、必要に応じて通信を改善する自由度を有することが可能である。

【0147】

「集中パラメータ」の電気的な観点から、強磁性層は、ＬＣシステムのインダクタンスを増加させる効果を決定する（ここで、Ｃはチップによって支配される）。この特徴は、次に、「アンテナチップ」システムの共振周波数を低下させる追加の効果を決定し、これは、ＵＨＦ帯域によって必要とされる制限範囲にそれをもたらすという利点を有する（したがって、送受信器構造の設計を容易にして改善し、所望の用途に、より容易に適合させることができる）。

【0148】

図１９は、接続Ｇのモデルも含む、ＲＦＩＤ識別チップ１０及びインサートアンテナ８からなるアセンブリの別の例の等価電気回路の並列表現を示す。この表現は、アンテナ寄生静電容量などのシステム寄生要素を含む。

【0149】

特に、この場合、インサートアンテナ８及び強磁性層６を備える送受信器構造は、ＲＬＣ回路によってモデル化され、一方、識別チップ１０は、ＲＣ回路を使用してモデル化される。

【0150】

実質的な観点から、図１８に関して上で既になされた考慮事項が適用される。

【0151】

図２０は、インサートアンテナ８及び識別チップ１０の実施形態のブロック図を示す。

【0152】

特に、磁場線は、近接場アンテナ８の周りで強調表示されている。

【0153】

この実施形態では、識別チップ１０は、コントローラ７３（例えばＲＦＩＤタグなどの、それ自体知られているタイプのもの）及び不揮発性メモリ７４を有する、アナログフロントエンド（電力管理エレメント７１及び変調器／復調器エレメント７２）及びデジタル制御部を備える。

【0154】

５２段落（ｉｘ－ｘ－ｘｉ）に示すように、不揮発性メモリ７４は、インサートが元の場所（複数の診療室を有する臨床医）以外の場所で使用されるが常に適切で互換性のある医療機器で使用される場合であっても、臨床医に更新された状況を提供するように、累積の使用時間の合計及び統計的に推定された摩耗度などの使用情報を記憶するように構成される。

【0155】

特定の実施オプションによれば、データの完全性及び信頼性を保証するために、インサートを関連付けることができる適切な医療機器によってのみデコードされることができる暗号化又はパスワード認証プロセスの後でも、データを不揮発性メモリ７４に記憶することができる。

【0156】

医療機器ハンドピース４を備える医療機器ハンドピースアセンブリが以下に説明されている。そのようなハンドピース４は、無線周波数識別装置３、インサートアンテナ８、及び患者の身体の一部と相互作用するように適合されたインサート２を備えたインサートアセンブリ１（例えば、上述の実施形態によるインサートアセンブリ）の挿入によって受け入れるのに適したハンドピース遠位部分２２を備える。

【0157】

医療機器ハンドピースアセンブリは、ハンドピース遠位部分２２に配置されたハンドピースアンテナ１２と、ハンドピースアンテナ１２によって送信されるように適合された無線周波数信号をハンドピースアンテナ１２に供与するように構成された無線周波数信号供給手段とをさらに備える。

【0158】

前述のハンドピースアンテナ１２は、ハンドピース遠位部分２２に含まれる挿入領域Ｒにおいて、インサートアセンブリがハンドピース４へ挿入されたとき、インサートアンテナ８と無線通信するように構成される。

【0159】

前述のハンドピースアンテナ１２は、電気的に直列に配置された少なくとも２つのハンドピースアンテナセグメントＳ１、Ｓ２、これは以下「第１のセグメント」Ｓ１及び「最後のセグメント」Ｓ２と呼ばれる、を備えた単一コイルのループアンテナ、好ましくはセグメント化されたリングアンテナである。少なくとも２つのハンドピースアンテナセグメントの第１セグメントＳ１の第１端部４１は、無線周波数信号供給手段の第１端子５１に動作可能に接続され、上述の最後のセグメントＳ２の第２端部４２は、無線周波数信号供給手段の第２端子５２に動作可能に接続されて、前述の挿入領域Ｒの周りに、前述の無線周波数信号に依存する無線周波数を有する電磁場をそのような挿入領域Ｒに生成するように構成されたコイル放射構造を形成する。

【0160】

単一コイルループ又は前述の少なくとも２つのハンドピースアンテナセグメント（Ｓ１，Ｓ２）の各々は、ＵＨＦ ＲＦＩＤ範囲（８６０ＭＨｚ÷９６０ＭＨｚ）において、ハンドピースアンテナ１２のコイルを循環する電流における放射金属エレメントのインダクタンスＬに起因する影響を補償するような、静電容量Ｃを有する、静電容量エレメント（Ｓ１２，Ｓ２２）に直列に電気的に接続されたそれぞれのインダクタンスＬによって特徴付けられる放射金属エレメント（Ｓ１１，Ｓ２１）を備える。

【0161】

ハンドピースアセンブリの実施形態によれば、各々の静電容量エレメント（Ｓ１２，Ｓ２２）における前述の静電容量Ｃは、ハンドピースアンテナ１２の特性インピーダンスを、ハンドピースアセンブリに動作可能に接続された医療機器２０の制御エレメント２１に配置された無線周波数発生器にさらに適合させるようなものである。

【0162】

前述のハンドピースの実施形態によれば、前述のハンドピースアンテナ１２は、信号供給手段の前述の第１端子５１及び第２端子５２と、ハンドピースアンテナ１２の第１セグメント４１の前述の第１端部及び最後のセグメント４２の第２端部との間に含まれる入力インピーダンス整合第１電気回路網４３をさらに備え；さらに、セグメント化されたアンテナリングに含まれ、前述の少なくとも２つのハンドピースアンテナセグメントの２つのセグメント（Ｓ１’，Ｓ２’）間に電気的に直列に接続されたアンテナインピーダンスの第２整合電気回路網４４を備える。

【0163】

実施オプションによれば、前述の第１の入力インピーダンス整合第１電気回路網４３は、ＬＣインダクタンス－静電容量回路又は静電容量回路を備える。

【0164】

実施オプションによれば、前述のアンテナインピーダンス整合第２電気回路網４４は、アンテナインピーダンスを所望のインピーダンス値に適合させるように構成され、医療機器２１によって生成され、ケーブル３４及びハンドピース４に沿って搬送される無線周波数信号の送信を最適化するように適合されたＲＣ抵抗－静電容量回路又は静電容量回路を備える。

【0165】

例えば、ＵＨＦ ＲＦＩＤ範囲（８６０ＭＨｚ÷９６０ＭＨｚ）におけるそのようなインピーダンス値は、２０オームと８０オームとの間、好ましくは４５オームと５５オームとの間のモジュールを有する複素数Ｚ＝Ｒ＋ｉＸで表すことができる。

【0166】

ハンドピース４の実施形態によれば、セグメント化されたリングアンテナの前述の放射金属エレメント（Ｓ１１，Ｓ２１）は、インダクタンスＬ及び抵抗Ｒを備えた等価電気回路によってモデル化することができ、該等価電気回路において、インダクタンスは、２ｎＨと３０ｎＨとの間、好ましくは４ｎＨと２０ｎＨとの間の範囲にある。

【0167】

前述の静電容量エレメント（Ｓ１２，Ｓ２２）は、ＬＣ＝（ω^２）^－１、ここでω＝２πｆ、及びｆは動作共振周波数である、として定義されるシステムの共振関係によって管理され、１ｐＦと１２ｐＦとの間、好ましくは２ｐＦと１０ｐＦとの間の静電容量を有するコンデンサである。

【0168】

ハンドピース４の実施形態によれば、前述のハンドピースアンテナ１２は、８６０ＭＨｚと９６０ＭＨｚとの間のＵＨＦ ＲＦＩＤ帯域における周波数範囲において動作するように構成される。

【0169】

実施オプションによれば、すべてのアンテナセグメントは、等しい静電容量Ｃ及びインダクタンスＬの値によって特徴付けられる。

【0170】

別の実施オプションによれば、放射金属エレメントのインダクタンス値Ｌは、セグメントごとに異なり、静電容量エレメントの静電容量値Ｃは、それぞれのセグメントのインダクタンス値Ｌに応じてセグメントごとに異なる。

【0171】

実施形態によれば、ハンドピースアセンブリ４は、前述のハンドピースアンテナ１２と無線又は有線によって通信するように適合されたハンドピース識別装置４５をさらに備える。

【0172】

そのようなハンドピース識別装置４５は、ハンドピースアンテナ識別情報、及び／又はハンドピースアンテナ１２の動作条件及び／又は動作周波数に関連する情報、を提供するように構成される。

【0173】

ハンドピースアセンブリ４の実施形態によれば、前述の無線周波数信号供給手段は、信号ガイド５０と、ハンドピースアンテナ接続エレメント２８とを備える。

【0174】

信号ガイドは、好ましい実施形態によれば、ハンドピース４と医療機器２０の制御エレメント２１との間で、接続ケーブル３４からハンドピースアンテナ１２へ無線周波数供給信号を搬送するように構成された５０オームのインピーダンスのマイクロストリッププリント回路を備える。

【0175】

別の実施形態によれば、信号ガイド５０は、５０オームのインピーダンスの小型化同軸ケーブルを備える。

【0176】

信号ガイド５０及びハンドピースアンテナ１２に接続されたハンドピースアンテナ接続エレメント２８は、無線周波数信号供給手段の第１端子５１及び第２端子５２を備える。

【0177】

実施形態によれば、前述のマイクロストリップ回路は、厚さが１ミリメートル未満の金属トラックを備えた５０オームのインピーダンス制御された回路である。

【0178】

前述のマイクロストリップ回路は、それ自体既知の技術に基づく多層プリント回路によって得ることができる。

【0179】

実施の特定のオプションによれば、金属トラックを備える前述のマイクロストリップ回路は、０．２ｍｍと１．０ｍｍとの間、好ましくは０．３５ｍｍと０．８５ｍｍとの間の厚さであり、Vetronite材料タイプＦＲ４又はKapton-ポリアミドもしくはRogersで作製される。

【0180】

ハンドピースアセンブリの実施形態によれば、ハンドピースアンテナの前述のコイル放射構造は、ハンドピース遠位部分２２の内壁内に収容されるように３０ｍｍ未満の直径を有する。

【0181】

ハンドピースアセンブリの実施形態によれば、ハンドピースアンテナ１２は、ハンドピース遠位部分２２に固定又は分離可能に接続される。

【0182】

ハンドピースアセンブリの特定の実施形態によれば、ハンドピースアンテナ１２は、Ｔ字形又はГ字形の可撓性剛性多層プリント回路基板から作製され、ここでは、可撓性部分（例えば、Kapton－ポリアミド）が剛性部分（例えば、VetroniteのタイプＦＲ４又はRogers）から延在する。

【0183】

前述の可撓性剛性多層プリント回路基板がハンドピースの円錐内側の所定位置に配置されたとき、Ｔ字形又はГ字形の上側部分は、導光部の円錐に包み込み、Ｔ字形又はГ字形の上側部分の縁部を重なり合わせ、例えばはんだ付け又は超音波溶接によって電気接点（すなわち、ループ又はセグメント化されたリングを形成する）を可能にする。

【0184】

この場合、Ｔ字形又はГ字形の垂直セグメントと水平セグメントとのちょうど接合部分に、タグ（ＴＡＧ）が配置され、デカップリングコンデンサを介して電気的に接続される。そのようなタグは、前述のハンドピース識別装置の機能を実行し、例えばトレーサビリティの目的で、地理的領域（例えば、目的地の大陸又は国（例えば、欧州、米国又は日本）に応じて、ハンドピースアンテナをローカル動作周波数に適合させる必要性が生じ、これは、正しい動作周波数に適合された適切な値を有するアンテナコンデンサの特定のセットを用いて達成することができる）に対する正しい使用を検証するために、及び臨床用途に対するインサートの互換性のために、ハンドピースアンテナコーンを識別する機能を実行する。

【0185】

図２１から図２４を参照して、医療機器ハンドピースアセンブリの可能な実施形態に関するさらなる情報が以下に提供される。

【0186】

図２２は、ハンドピースにおけるＲＦ信号分配モードの簡略化したブロック図を示す。そのようなブロック図では、前述の実施形態におけるマイクロストリップ回路５０は、多層フレキシブル回路を備えて示されており、多層フレキシブル回路は、順次、プリント回路５３におけるインピーダンス整合回路と、そのような回路５３の各端部に、それぞれのＲＦ５４インピーダンス整合ネットワークとを備える。

【0187】

この実施形態では、マイクロストリップ回路５０は、ハンドピースアンテナ用のＲＦ信号と光コーンのＬＥＤ点灯回路用のＤＣ信号との両方を含む合成信号を、最も低い可能な損失で送信する機能を有する。

【0188】

マイクロストリップ又はストリップライン回路は、高周波信号の高度な完全性が維持されるべき、制御されたインピーダンスのプリント回路基板の分野において確立された技術である。加えて、そのようなマイクロストリップ回路は、非常に小さい寸法（特に厚さ）を有し、したがって、ハンドピースにおいて利用可能な小さい内部空間に適合する。例えば、マイクロストリップは、０．２÷１．０ｍｍの間、好ましくは０．３５÷０．８５ｍｍの間の範囲の厚さを得るように適合される。

【0189】

マイクロストリップ回路の上流（図２２及び図２３においてＢとして示される参照ポイント）には、ピン接続を有する最小ＲＦ領域コネクタ５５があり、該コネクタ５５は、同軸ケーブル６０により結合されたピン接続を有する対応の最小ＲＦ領域コネクタ６５に接続するように構成される。

【0190】

そのような同軸ケーブル６０（図２３に示す）は、ハンドピース４を医療機器の制御エレメント２１に接続し、ハンドピース４と制御エレメント２１との間でＲＦ信号を送信するために使用される。

【0191】

図２２に戻り、マイクロストリップ回路の下流（図２２及び図２１においてＣとして示される参照ポイント）には、ピン接続を有する別の最小ＲＦ領域コネクタ５５があり、該コネクタ５５は、ＲＦ－ＤＣデカップリングネットワーク（又はデカプラ）５６と結合されるピン接続を有する対応の最小ＲＦ領域コネクタ５５に接続するように構成される。

【0192】

実際、この場合、可撓性剛性回路では、ＲＦ及びＤＣ成分を分離し、ＤＣ成分を光コーンのＬＥＤ点灯回路５７にルーティングし、ＲＦ成分をハンドピースアンテナ１２にルーティングするＲＦ－ＤＣデカプラ５６も得られる（図２１に示す）。

【0193】

ピン接続を有する前述の最小ＲＦ領域コネクタ５５は、相互接続ポイントでのＲＦ放射損失を最小にするように、挿入面積を最小にし、同軸ケーブル用の既知のＲＦコネクタが寸法上の理由で使用できない状況であっても適切な伝送能力を有効にするように構成される。

【0194】

図２１はまた、点灯回路５７及び光信号ガイドＤＣ５８、並びにＲＦ入力インピーダンス調整５９を有する近接場アンテナであるハンドピースアンテナ１２に対応する機能ブロックを示す。

【0195】

図２１は、また、ハンドピース４５の識別装置（タグ）に対応する機能ブロックを示し、それは、デカップリングコンデンサによってハンドピースアンテナ１２と無線近接場モード又は有線モードにおいて接続される。

【0196】

図２４は、実施形態による、ハンドピースアンテナの等価電気回路を示す。

【0197】

以下では、制御エレメント２１と、上述の実施形態のいずれか１つによる医療機器ハンドピース４と、無線周波数識別装置３、インサートアンテナ８、及び患者の身体の一部と相互作用するのに適したインサート２を備えるインサートアセンブリ１と、を備える医療機器２０が記述されている。

【0198】

前述のインサートアセンブリ１は、ハンドピースアセンブリのハンドピース４から分離して動作可能かつ機械的に接続される。

【0199】

前述のインサートアンテナ８及びハンドピースアンテナ１２は、無線周波数で互いに無線通信するように構成される。

【0200】

実施形態によれば、医療機器２０は、インサートアセンブリ１がハンドピース４に接続されたとき、インサートアンテナ８が、ハンドピースアンテナ４によって生成された無線周波数電磁場が放射状態で存在する前述の挿入領域Ｒにおいて、ハンドピースアンテナ４の近傍に配置されるように構成される。

【0201】

留意され得るように、本発明の目的は、その構造的及び機能的特徴により、上で発展及び記載されたシステムチェーン（インサートアセンブリ１－ハンドピースアセンブリ２２；４；２４－ケーブル３４－医療機器２０－制御機器２１）によって完全に達成される。

【0202】

実際、上で詳細に説明した特徴により、インサートアセンブリは、インサートアセンブリと医療機器の残りの部分との間の通信を悪化させる望ましくない現象を低減及び最小化することを可能にする。

【0203】

特に、場（fields）の観点から、強磁性層は、インサート本体の金属部分から無線送受信器構造を分離し、反射された敵対（打消し）磁場の生成を防止し、したがって電磁場全体の減衰又はゼロ化の現象（従来技術では問題とされている）を回避する機能を有する。

【0204】

複合有効透磁率を有する強磁性層の追加は、相互インダクタンス及び自己インダクタンスに影響を及ぼすことによって磁気プロファイルを変更する。強磁性層（例えば、上述の実施の選択肢のように）の材料及び寸法を適切に選択することにより、送受信器構造の設計を最適化する自由度を有することが可能であり、アンテナに存在する全ての場の強度を最大化し、必要に応じて通信を改善する。

【0205】

最終的に、これは患者における安全要求事項の改善につながり、これは、示されている技術分野及び用途の分野において、特に当該文書において定義されている歯科及び医療の分野において、極めて重要である。

【0206】

「集中パラメータ（concentrated parameters）」の電気的な観点から、強磁性層は、ＬＣシステム（ここで、Ｃはチップ）のインダクタンスを増加させる。この特徴は、次に、「アンテナ－チップ」システムの共振周波数を低下させるさらなる効果を決定し、これはさらなる利点を有し、ＵＨＦ帯域によって必要とされる制限範囲にそれをもたらすというさらなる目的を達成し、したがって、送受信器構造の設計を容易にして改善し、所望の用途により容易に適合させることができる。

【0207】

ハンドピースアンテナの要件に関して、ハンドピースアンテナは、上述の機能的及び構造的特徴により、非常に小さい寸法（使用状況に適合）を有し、容易に製造することができ、適切な透過能力を提供することがわかる。

【0208】

実際、ループ又はセグメント化されたループ構造、及び、インサートアセンブリの挿入領域の周りのハンドピース遠位部分の位置決めにより、ハンドピースアンテナは、その放射領域全体にわたって均一な放射ローブを有し、インサートアセンブリの挿入領域に正確に安定した十分に強い電磁場を生成する。

【0209】

対応する銅線部分のインダクタンスをその静電容量で補償及び／又は取り消すコンデンサによって接続されたライン部分を備えるセグメント化されたリングアンテナの構造は、コイルを循環する電流の位相反転を回避し、したがって、ハンドピースアンテナと通信するように意図されたインサートアンテナが配置された領域において、特にコイルの中心において均一で強い場を得て、最終的に固有のインサート識別装置が読み取られることを可能にし、インサートの動作及び保守パラメータが不揮発性メモリに書き込まれ、又は不揮発性メモリから読み取られることを可能にする。

【0210】

セグメント化されたリングアンテナ構造体のライン部分を接続するコンデンサの直列構成は、共振周波数の正確なチューニングを可能にし、市場によって与えられる粗い公差及び公称値を有する単一の構成要素ではなく、総静電容量値の精密な分解能を保証する多数のコンデンサによって達成される全体の静電容量に依存することができる。

【0211】

さらに、ハンドピースは、小さな構造であっても適切なインピーダンス整合（効果的なＲＦ信号送信及び放射に不可欠）を可能にすることができる通信ライン（ハンドピースアンテナ及び関連する無線周波数信号供給手段）を備え、これは、一般的なインピーダンス整合のＲＦ送信方法（例えば、同軸ケーブル及び関連するＲＦコネクタ）の使用を可能にしない。そのような目的は、例えば、アンテナのセグメント化されたリング構造に含まれるインピーダンス整合電源ネットワークを介して、及び上述の特徴を有するマイクロストリップＲＦ信号分配回路によって達成される。

【0212】

当業者は、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、上述のインサートアセンブリ及び医療システムの実施形態に変更及び適合を加えることができ、又は条件付きの必要性を満たすために機能的に同等である要素を他の要素と置き換えることができる。可能な実施形態に属するものとして上述されたすべての特徴は、説明された他の実施形態に関係なく実施されてもよい。

【符号の説明】

【0213】

１ インサートアセンブリ
２ インサート
３ 無線周波数識別装置
４ 医療機器ハンドピース
５ インサート金属タング
６ 強磁性層
７ 誘電体層
８ インサートアンテナ
９ インサートアンテナ金属エレメント
１０ 識別チップ
１１ 送受信装置
１２ ハンドピース用アンテナ
１３ チップシート
１４ インサートアンテナのインサートアンテナ金属エレメントの実質的に平坦な外形の外面
１５ インサートアンテナのインサートアンテナ金属エレメントの内面
１６ 突出チップ部分
１７ 内側絶縁層、例えば両面接着剤
１８ 外側絶縁層、例えばＰＶＣ又はＰＥＴ又はポリアミド
１９ 生体適合性保護層、例えば塗料又は一成分もしくは多成分エポキシ化合物
２０ 医療機器
２１ 制御エレメント
２２ ハンドピース遠位部分
２３ ハンドピース中央部分
２４ ハンドピース近位部分
２５ 振動子、例えば圧電変換器
２６ 超音波発生器又は制御ユニット
２７ インサート取り付け用のねじ付きタング
２８ ハンドピースアンテナ接続エレメント
２９ ＬＥＤ
３０ ハンドピース遠位端
３１ 導光エレメント
３２ 集光器
３３ ハンドピース遠位部蓋
３４ 接続ケーブル
４１ ハンドピースアンテナ第１セグメントの第１端部
４２ ハンドピースアンテナの最後のセグメントの第２端部
４３ ハンドピースアンテナ入力インピーダンス整合第１電気回路網
４４ ハンドピースアンテナ－アンテナインピーダンス整合第２電気回路網
４５ ハンドピース識別装置
５０ 無線周波数信号供給手段の信号ガイド（例えば、マイクロストリップ回路）
５１ 信号供給手段の第１端子
５２ 信号供給手段の第２端子
５３ マイクロストリッププリント回路基板のインピーダンス整合回路
５４ マイクロストリップ回路ＲＦインピーダンス整合ネットワーク
５５ ピン接続の最小ＲＦ領域コネクタ
５６ ＲＦ－ＤＣデカップリングネットワーク（又はデカプラ）
５７ ＬＥＤ点灯回路
５８ ＤＣ光信号用のガイド
５９ ハンドピースアンテナ入力ＲＦインピーダンス整合網
６０ ハンドピースと制御ユニットとの間の同軸接続ケーブル
６１ ５０オームＲＦ同軸コネクタ
６５ ピン接続の最小ＲＦ領域コネクタ
７１ 識別チップ電力管理エレメント７１
７２ 識別チップ変調器／復調器エレメント
７３ 識別チップコントローラ
７４ 識別チップ不揮発性メモリ
１０１ 超音波システム
１０２ 発生器手段

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】