DE202022103318U1 - Medical device with piezo actuator for sound generation - Google Patents
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Abstract
Medizintechnisches Gerät mit wenigstens einem körperlichen Geräte-Bauteil vorzugsweise mit einer spezifischen Geräte-relevanten Funktion und mit einem Schallerzeuger vorzugsweise in Form eines Piezo-Aktuators (4), der zum Schwingen in einer Schallfrequenz oder einer Schallfrequenz-Bandbreite und zum Abgeben von Schallsignalen vorgesehen und angepasst ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schallerzeuger mechanisch an dem Geräte-Bauteil befestigt und akustisch an das Geräte-Bauteil gekoppelt ist.Medical device with at least one physical device component, preferably with a specific device-relevant function and with a sound generator, preferably in the form of a piezo actuator (4), which is intended for oscillating in a sound frequency or a sound frequency bandwidth and for emitting sound signals and is adapted, characterized in that the sound generator is mechanically attached to the device component and acoustically coupled to the device component.
Description
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein medizintechnisches Gerät wie z.B. eine automatische Infusionspumpe oder eine Dialysemaschine.The present disclosure relates to a medical device such as an automatic infusion pump or a dialysis machine.
Hintergrund der OffenbarungBackground to the Revelation
Derartige medizintechnische Geräte/Maschinen befinden sich im Betrieb in der Regel neben dem betroffenen Patienten und werden üblicherweise von medizinischem Personal eingerichtet und gestartet, dann aber nicht während des gesamten medizinischen Prozesses überwacht bzw. beaufsichtigt. Daher sind diese Geräte in der Lage, Schallsignale abzugeben, um das medizinische Personal über bestimmte Betriebszustände zu informieren oder zu warnen oder sogar zu alarmieren.Such medical devices/machines are usually located next to the affected patient during operation and are usually set up and started by medical staff, but are then not monitored or supervised during the entire medical process. Therefore, these devices are able to emit sound signals to inform or warn or even alert the medical staff about certain operating conditions.
Stand der TechnikState of the art
Die Druckschriften
Die Druckschrift
Kurzbeschreibung der OffenbarungSummary of Revelation
Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, ein medizintechnisches Gerät mit einem Piezo-Aktuator zur Schallerzeugung schalltechnisch zu optimieren.The object of the present disclosure is to optimize a medical device with a piezo actuator for sound generation in terms of sound technology.
Diese Aufgabe wird durch ein medizintechnisches Gerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This problem is solved by a medical device with the features of claim 1 . Further advantageous configurations are the subject matter of the dependent claims.
Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung beruht im Wesentlichen auf der geeigneten Übernahme jener akustischen Maßnahmen, etwa im Bereich des Lautsprecherbaus, wonach Schallerzeuger (Lautsprechermembrane, Piezo-Schwingelemente, etc.) an/in einem Gehäusechassis montiert sind, die so dimensioniert sind, dass sie in Abhängigkeit der zu erwartenden Schallfrequenzspektren als Resonanzkörper und/oder Resonanzräume dienen, wodurch der erzeugbare Schallpegel (Schallvolumen) verstärkt wird. Dies kann prinzipiell dadurch erreicht werden, indem ein entsprechender Resonanzkörper zusätzlich verbaut wird/ist oder indem aus der Anzahl an bereits vorhandenen Geräte-Bauteilen jener Abschnitt bzw. jenes Bauteil ausgewählt wird, das hinsichtlich seiner Dimensionierung als Resonanzkörper/Resonanzraum geeignet ist und das im Falle eines Anbaus des Schallerzeugers in seiner eigentlichen Funktion wenig oder nicht beeinträchtigt wird.The basic idea of the present invention is essentially based on the appropriate adoption of those acoustic measures, for example in the field of loudspeaker construction, according to which sound generators (loudspeaker membranes, piezo vibrating elements, etc.) are mounted on/in a housing chassis, which are dimensioned in such a way that they Depending on the expected sound frequency spectra serve as resonators and / or resonance chambers, whereby the sound level (sound volume) that can be generated is amplified. In principle, this can be achieved by additionally installing a corresponding resonance body or by selecting that section or that component from the number of existing device components that is suitable in terms of its dimensioning as a resonance body/resonance chamber and that in the case of an attachment of the sound generator is little or not impaired in its actual function.
Das beanspruchte medizintechnische Gerät hat demzufolge einen Schallerzeuger vorzugsweise in Form eines Piezo-Aktuators, der zum Schwingen in einer (vorbekannten) Schallfrequenz oder Schallfrequenzspanne und zum Abgeben zumindest eines Schallsignals vorgesehen und angepasst ist. Damit kann medizinisches Personal oder der Patient informiert oder gewarnt oder sogar alarmiert werden. Offenbarungsgemäß ist der Schallerzeuger/Piezo-Aktuator mechanisch an einem körperlichen Geräte-Bauteil des medizintechnischen Gerätes befestigt und akustisch an das Bauteil so gekoppelt, wobei (das Bauteil so dimensioniert ist, dass) das Bauteil als Schallkörper oder Resonanzkörper fungiert, wodurch das Schallsignal des Schallerzeugers/Piezo-Aktuators verstärkt wird. Dies gilt insbesondere, wenn das Bauteil Kontakt zur Umgebungsluft des medizintechnischen Gerätes hat. Damit ist sichergestellt, dass das medizinische Personal auch über größere Entfernung sicher informiert, gewarnt oder alarmiert wird und/oder der Schallerzeuger/Piezo-Aktuator kann gegenüber dem Stand der Technik (z.B. herkömmliche Lautsprechertechnik) vorrichtungstechnisch sehr viel kleiner dimensioniert werden. Bevorzugt ist es hierbei, wenn das Geräte-Bauteil kein zusätzliches Bauteil ist, welches ausschließlich zum Zweck eines Resonanzkörpers verbaut ist, sondern ein bereits vorhandenes, bisher mit einer anderen Geräte-Funktion betrautes Bauteil ist, das zufällig einen geeigneten Resonanzkörper darstellt und demzufolge aus einer Mehrzahl an bereits vorhandenen Bauteilen als ein solcher geeigneter Resonanzkörper identifiziert wurde.The claimed medical device therefore has a sound generator, preferably in the form of a piezo actuator, which is provided and adapted to oscillate in a (previously known) sound frequency or sound frequency range and to emit at least one sound signal. With this, medical staff or the patient can be informed or warned or even alarmed. According to the disclosure, the sound generator/piezo actuator is mechanically attached to a physical device component of the medical device and acoustically coupled to the component in such a way that (the component is dimensioned such that) the component acts as a sound body or resonance body, whereby the sound signal of the sound generator / Piezo actuator is amplified. This applies in particular if the component is in contact with the ambient air of the medical device. This ensures that the medical staff is informed, warned or alarmed even over a greater distance and/or the sound generator/piezo actuator can be dimensioned much smaller than the prior art (e.g. conventional loudspeaker technology) in terms of device technology. It is preferred here if the device component is not an additional component that is installed exclusively for the purpose of a resonance body, but is an already existing component that was previously entrusted with a different device function, which happens to be a suitable resonance body and therefore consists of a A number of already existing components were identified as such a suitable resonance body.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des medizintechnischen Gerätes hat das Bauteil folgerichtig eine Resonanzfrequenz, die der Schallfrequenz des Schallerzeugers/Piezo-Aktuators (in etwa) entspricht oder zumindest nahekommt.In a preferred embodiment of the medical device, the component consequently has a resonant frequency which (approximately) corresponds to or at least comes close to the sound frequency of the sound generator/piezo actuator.
Wenn der Schallerzeuger/Piezo-Aktuator flächig ausgestaltet ist und z.B. ein Dicke von maximal 1 mm, vorzugsweise maximal 0,5 mm hat, dann kann er an einem flächigen Abschnitt des betroffenen Bauteils befestigt werden und so in einer bestehenden Konstruktion eines medizintechnischen Gerätes integriert oder in einem bestehenden medizintechnischen Gerät nachgerüstet werden.If the sound generator/piezo actuator is flat and e.g. has a maximum thickness of 1 mm, preferably a maximum of 0.5 mm, then it can be attached to a flat section of the affected component and thus integrated into an existing construction of a medical device or be retrofitted in an existing medical device.
Vorzugsweise ist der Schallerzeuger/Piezo-Aktuator an das Bauteil oder seinen flächigen Abschnitt geklebt. Insbesondere bei der Integration in eine bestehende Konstruktion eines medizintechnischen Gerätes oder bei der oben genannten Nachrüstung erfolgt das Kleben vorzugsweise mit doppelseitigem Klebeband.The sound generator/piezo actuator is preferably attached to the component or its flat surface section glued. In particular when integrating into an existing construction of a medical device or when retrofitting as mentioned above, the gluing is preferably carried out with double-sided adhesive tape.
Bei konkreten Ausführungsbeispielen ist das Bauteil ein Modul oder ein Display.In specific exemplary embodiments, the component is a module or a display.
Vorzugsweise ist das als Schallkörper oder Resonanzkörper dienende Bauteil ein Gehäuse oder eine Gehäuseschale, das bzw. die zur Abgrenzung von inneren Komponenten gegenüber der Umgebungsluft bereits vorgesehen und angepasst ist. Gegenüber Gehäusen von medizintechnischen Geräten aus dem Stand der Technik, bei denen dynamische Lautsprecher ihr Schallsignal im Wesentlichen in eine Richtung abgeben, ergibt sich der Vorteil, dass der Körperschall vom Gehäuse oder von der Gehäuseschale in alle Richtungen abgegeben werden kann. In anderen Worten ausgedrückt dient die entsprechend ausgewählte Gehäusewand/Wandabschnitt, an welcher der Piezo-Aktuator montiert ist, quasi als Membrane zur Entwicklung von Schallwellen.The component serving as a sound body or resonance body is preferably a housing or a housing shell, which is already provided and adapted to separate internal components from the ambient air. Compared to housings of medical devices from the prior art, in which dynamic loudspeakers emit their sound signal essentially in one direction, there is the advantage that the structure-borne noise can be emitted from the housing or from the housing shell in all directions. In other words, the correspondingly selected housing wall/wall section on which the piezo actuator is mounted serves as a kind of membrane for the development of sound waves.
Der Schallerzeuger/Piezo-Aktuator kann hierfür beispielsweise an einer Innenwand des Gehäuses bzw. der Gehäuseschale befestigt sein. Bei der oben genannten flächigen Ausgestaltung des Piezo-Aktuators (z.B. ein Dicke von maximal 1 mm, vorzugsweise maximal 0,5 mm) ergeben sich die oben genannten Vorteile bzgl. der Integration und Nachrüstung.For this purpose, the sound generator/piezo actuator can be fastened, for example, to an inner wall of the housing or the housing shell. With the above-mentioned flat design of the piezo actuator (e.g. a maximum thickness of 1 mm, preferably a maximum of 0.5 mm), the above-mentioned advantages with regard to integration and retrofitting result.
Es kann auch speziell die Innenwand eine Resonanzfrequenz haben, die der Schallfrequenz des Schallerzeugers/ Piezo-Aktuators entspricht bzw. dieser nahekommt.The inner wall can also have a resonant frequency that corresponds to or comes close to the sound frequency of the sound generator/piezo actuator.
Gegenüber medizintechnischen Geräten aus dem Stand der Technik, bei denen mit dynamischen Lautsprechern versehene Gehäuse entsprechende Schlitze oder Öffnungen haben (müssen), ist einer besonders bevorzugten Ausgestaltung das Gehäuse bzw. die Gehäuseschale geschlossen oder dicht verschließbar.In contrast to medical devices from the prior art, in which housings provided with dynamic loudspeakers (must) have corresponding slits or openings, in a particularly preferred embodiment the housing or the housing shell is closed or can be closed tightly.
Wenn das geschlossene oder dicht verschließbare Gehäuse bzw. die Gehäuseschale spritzwasserabweisend oder spritzwasserresistent oder sogar wasserfest oder wasserdicht ist, ist es bzw. sie einfach abwaschbar und desinfizierbar. Damit hat das medizintechnische Gerät signifikante Vorteile bzgl. der Hygiene.If the closed or tightly closable housing or housing shell is splash-proof or splash-proof or even waterproof or waterproof, it can be easily washed and disinfected. The medical device thus has significant advantages in terms of hygiene.
Besonders bevorzugte Anwendungsfälle der Erfindung sind automatische Infusionspumpen oder Dialysegeräte.Particularly preferred applications of the invention are automatic infusion pumps or dialysis machines.
Figurenlistecharacter list
- Die einzige Figur zeigt einen Teil eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen medizintechnischen Gerätes.The only figure shows part of an exemplary embodiment of a medical device according to the invention.
Beschreibung eines bevorzugten AusführungsbeispielsDescription of a preferred embodiment
Dargestellt ist symbolisch ein vorzugsweise medizinisches Gerät beliebigen Typs, wie Infusionspumpe, Spritzenpumpe, Dialysemaschine, diverse Patienten-Überwachungsgeräte, etc. mit einer Gehäuseschale 1 mit Blick auf deren Innenseite. Sie bildet zusammen mit einer zweiten (nicht gezeigten) Gehäuseschale ein beispielsweise geschlossenes Gehäuse des medizinischen Geräts (automatische Infusionspumpe).A preferably medical device of any type is shown symbolically, such as an infusion pump, syringe pump, dialysis machine, various patient monitoring devices, etc. with a housing shell 1 with a view of its inside. Together with a second (not shown) housing shell, it forms, for example, a closed housing of the medical device (automatic infusion pump).
An einer flächigen Innenwand 2 der Gehäuseschale 1, die in deren zusammengebautem Zustand und im bestimmungsgemäßen Gebrauch der Infusionspumpe vorliegend die Oberseite des Gehäuses bildet (kann aber auch jede andere Seite des Geräts sein), ist ein Schallgenerator in Form eines Piezo-Aktuators 4 vorzugsweise mit doppelseitigem Klebeband 6 angeklebt. Es kann aber auch eine andere geeignete Klebe- oder Befestigungsvariante vorgesehen sein.On a flat
Die Gehäuseschale 1 ist (rein zufällig oder beabsichtigt) so ausgelegt und ggf. entsprechend ausgewählt, dass ihre Resonanzfrequenz der Schallfrequenz bzw. dem Ton des Piezo-Aktuators 4 entspricht oder zumindest nahekommt.The housing shell 1 is (purely coincidental or intentional) designed and possibly selected accordingly such that its resonant frequency corresponds to the sound frequency or the sound of the piezo actuator 4 or at least comes close.
Die Gehäuseschale 1 ist vorzugsweise aus Kunststoff im Spritzgussverfahren hergestellt. Die Gehäuseschale 1 hat in vorliegenden Fall keine Lausprecherschlitze, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, um dahinter einen dynamischen Lautsprecher zu positionieren. Vielmehr kann die Gehäuseschale 1 wasser- und/oder staubdicht sein und wird über eine am Rand umlaufende Dichtung mit der weiteren Gehäuseschale zu einem (zumindest eingeschränkt) wasser- und/oder staubdichten Gehäuse zusammengesetzt (zum Beispiel IP34).The housing shell 1 is preferably made of plastic by injection molding. In the present case, the housing shell 1 has no loudspeaker slots, as are known from the prior art, in order to position a dynamic loudspeaker behind them. Rather, the housing shell 1 can be watertight and/or dustproof and is assembled with the other housing shell via a peripheral seal to form an (at least to a limited extent) watertight and/or dustproof housing (for example IP34).
Der Piezo-Aktuator 4 hat eine Dicke von zum Beispiel maximal 0,5 mm und kann daher - abgesehen vom Entfall der Lautsprecherschlitze - ohne weitere Änderung der bestehenden Konstruktion in die bestehende automatische Infusionspumpe integriert werden.The piezo actuator 4 has a maximum thickness of 0.5 mm, for example, and can therefore—apart from the omission of the loudspeaker slots—be integrated into the existing automatic infusion pump without any further changes to the existing design.
Im Betrieb der Infusionspumpe kann der Piezo-Aktuator 4 einen Hinweiston und/oder einen Warnton und/oder einen Alarmton erzeugen, der über die gesamte gezeigte Gehäuseschale 1 (als Resonanz-/Schwingkörper) in alle Richtung in den Raum abgegeben wird und unabhängig von der Positionierung des Gehäuses in der gesamten Umgebung gut wahrgenommen werden kann.During operation of the infusion pump, the piezoelectric actuator 4 can generate a notification tone and/or a warning tone and/or an alarm tone, which can be heard in all directions over the entire housing shell 1 shown (as a resonant/oscillating body). space is given off and can be well perceived in the entire environment, regardless of the positioning of the housing.
Abschließend sei an dieser Stelle noch darauf hingewiesen, dass anstelle der bevorzugt schallgetrennt von anderen Geräte-Bauteilen montierten Gehäuseschale 1 auch andere, bereits vorhandene Geräte-Bauteile ggf. als Resonanzkörper geeignet wären, die ggf. im Inneren des Gerätegehäuses verbaut sind. In diesem Fall jedoch könnte das Gerätegehäuse Perforationen aufweisen, die ein Nachaußendringen der innenseitig erzeugten Schallwellen erlauben. Dies ist nicht notwendig, wenn die vorhandenen Geräte-Bauteile eine Anbindung zum Gerätegehäuse haben und die Schwingungen an das Gerätegehäuse weiterleiten. Die Frequenzen können auch in einer solchen Höhe angesteuert werden, dass die Geräte-Bauteile schwingen und den Schall hörbar ohne zusätzliche Perforationen nach außen geben können.Finally, it should also be pointed out at this point that instead of the housing shell 1, which is preferably mounted sound-insulated from other device components, other existing device components could also be suitable as resonance bodies, which may be installed inside the device housing. In this case, however, the device housing could have perforations that allow the sound waves generated on the inside to penetrate outwards. This is not necessary if the existing device components are connected to the device housing and transmit the vibrations to the device housing. The frequencies can also be controlled at such a level that the device components vibrate and the sound can be audibly emitted without additional perforations.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R207 | Utility model specification | ||
R163 | Identified publications notified |