CN115666439A - 用于监控手术灯装置的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明包括一种用于监控手术灯装置的系统，所述手术灯装置包括至少一个手术灯，所述系统具有监控单元。在此，所述系统包括传感器装置，其中，所述监控单元通过对所述传感器装置的数据的评估而确定所述至少一个手术灯的位置和/或所述至少一个手术灯的光轴线的方向。
Description
技术领域
本发明涉及一种手术灯装置的运行，其包括至少一个手术灯或至少两个手术灯。
背景技术
在手术室中，在大多数情况下，除了大多是通过承载系统安装在天花板上的手术灯装置之外，还提供有许多其它的设备，这些设备一部分同样安装在天花板上，并且一部分布置在手术灯装置下方的区域中。此外，手术人员通常有多个人员。
在定位手术灯或其它设备时，总是会反复且有规律地发生碰撞。这种碰撞一方面会妨碍期望的定位，另一方面还会造成设备损坏。如果在较长时间内由于这种损坏而导致油漆剥落，可能会造成非常危急的情况。大规模的碰撞可能会导致部件松动甚至手臂折断。
新设计的手术灯具有非常高的性能潜力(Leistungspotenzial)。OP手术灯标准60601-2-41涵盖了最大照度以及最大辐照度。该标准规定了每种手术灯体的辐照度的最大值为1000W/m2。然而，这种限制不足以可靠地防止OP场的加热和与此相关的加速组织脱水。
OP(手术室)通常不配备传感器。手术灯中最多有一台普通室内相机或多台摄像机，用以对手术进行记录。此外还有导航系统，用于在困难或复杂的手术中定位器械及其方向。
专利文献DE102007028731A1公开了一种方法，在该方法中检测手术室的三维图像数据并将对象/设备分类，以便根据现有的和可对应的数据集确定运动流程并可控地干涉操作功能。
专利文献DE102014212632A1公开了一种用于监控医疗设备运行的方法。在此，特别是通过3D传感器来确定手术台的配置并将其转化到手术台的运动学模型中。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够使手术灯装置更安全和/或更简单运行的系统。
本发明的目的通过根据权利要求1的用于监控手术灯装置的系统来实现。本发明的优选实施方式由从属权利要求给出。
本发明包括一种用于监控手术灯装置的系统，该手术灯装置包括至少一个手术灯，该系统具有监控单元。根据本发明，该系统还包括传感器装置，其中，监控单元通过对传感器装置的数据的评估而确定至少一个手术灯的位置和/或至少一个手术灯的光轴线的方向。根据本发明的对手术灯位置和/或光轴线方向的检测使得手术灯装置能够在多个可能的使用情景中更安全和/或更简单地运行。
在本发明的一种可选的实施方式中，监控单元通过对传感器装置的数据的评估而确定至少一个手术灯的绝对位置和/或光轴线在空间中的绝对方向。由此，特别是确定所述至少一个手术灯的位置和/或光轴线在手术室的空间坐标系中的方向。
这一方面允许针对不同的场景和应用目的灵活地处理位置和/或方向。为此提供可靠的传感器。此外，据此可以针对各个手术灯独立地进行所述确定。
在本发明的一种可选的实施方式中，手术灯装置包括至少两个手术灯，其中，该系统确定手术灯的光轴线彼此之间的相对位置和/或方向。
优选地，该系统在此根据针对手术灯分别确定的各个手术灯的绝对位置和/或各个光轴线在空间中的绝对方向来确定手术灯的光轴线彼此之间的相对位置和/或方向。
在本发明的一种可选的实施方式中，该系统确定手术灯的光轴线是否相交和/或在什么距离处相交和/或手术灯的光场是否重叠。
在本发明的一种可选的实施方式中，该系统根据光轴线是否相交和/或手术灯的光场是否重叠来进行声音的或光学的显示和/或操控手术灯的照度。
在本发明的一种可选的实施方式中，当光轴线相交和/或手术灯的光场重叠时，该系统根据灯的总能量输入、灯的总照度和/或由此导出的参数来发出声音的或光学的警告和/或自动地限制或减小灯的照度。
在本发明的一种可选的实施方式中，监控单元根据至少两个手术灯的各自的光场直径和各自的照度确定在手术场中的能量输入。
在本发明的一种可选的实施方式中，传感器装置检测所述至少一个手术灯的位置，特别是在空间中的绝对位置。
传感器装置可以例如具有一个或多个以下实施方式：
在本发明的一种可选的实施方式中，所述至少一个手术灯具有导航点，所述导航点的位置由传感器检测，以确定手术灯的方向和位置。
在本发明的一种可选的实施方式中，所述至少一个手术灯具有检测手术灯方向的传感器，特别是用于确定手术灯的绝对方向、特别是相对于地球磁场和/或重力的方向的传感器。
在本发明的一种可选的实施方式中，所述至少一个手术灯布置在承载系统上，其中承载系统具有一个或多个关节，这些关节的位置通过传感器来检测，以便确定手术灯的位置和/或方向，其中传感器特别是角度传感器和/或旋转编码器。
在本发明的一种可选的实施方式中，传感器装置包括3D传感器，该3D传感器检测所述至少一个手术灯的位置和/或方向。
特别地，3D传感器检测手术灯并由此检测至少一个手术灯的位置和/或方向。3D传感器在此可以空间固定地布置，特别被布置在承载系统的中心轴上或布置在手术室的墙壁或天花板上。
在本发明的一种可选的实施方式中，手术灯装置包括至少两个手术灯，它们分别包括用于位置和/或方向识别的独立系统以及用于相互通信的接口。
在本发明的一种可选的实施方式中，手术灯装置包括至少两个手术灯，其中提供共有的监控单元，该监控单元评估传感器装置的信号。
在本发明的一种可选的实施方式中，传感器装置的传感器和/或导航点被布置在至少一个手术灯的壳体上，其中传感器和/或导航点优选是可改装的。
导航点优选是光学标记。它们可以被构造为二维图像和/或三维体。
在本发明的一种可选的实施方式中，至少一个手术灯被布置在承载系统上，其中，用于检测至少一个手术灯的位置和/或方向的传感器被布置在承载系统的中心轴承轴上。
在此特别是用于检测布置在手术灯上的导航点的传感器和/或3D传感器。
在本发明的一种可选的实施方式中，该系统监控至少一个手术灯与手术灯装置的其它手术灯和/或其它装备物品的碰撞。
在本发明的一种可选的实施方式中，手术场是可预先设定的，并且该系统确定用于照亮手术场的至少一个手术灯的至少一个方向和/或位置，在此，方向和/或位置被声音地和/或光学地显示和/或通过一个或多个驱动器来进入。
在本发明的一种可选的实施方式中，手术灯布置在承载系统上，其中，承载系统具有一个或多个被驱动的关节，通过这些关节进入手术灯的位置和/或方向。
在本发明的一种可选的实施方式中，监控单元监控手术灯装置关于通风天花板的功能的位置和/或方向。通风天花板通常布置在手术台上方，并且应该基于净化的气体产生向下指向的、包围手术场的层状气流，该层状气流应该防止污染物进入手术场中。手术灯装置的位置和/或方向可以对气流有显著的影响，并因此根据本发明进行监控。
在本发明的一种可选的实施方式中，当通风天花板的功能受损时，该系统输出警告提示。
在本发明的一种可选的实施方式中，当通风天花板的功能受损时，监控单元改变手术灯装置的位置和/或方向。
在本发明的一种可选的实施方式中，该系统根据手术灯装置的位置和/或方向来操控通风天花板，特别是不管手术灯装置的位置和/或方向如何，都仍保持通风天花板的功能。
在本发明的一种可选的实施方式中，监控单元包括微控制器和存储在非易失性存储器上的软件，该软件在微控制器上运行，以便实现上述功能。为此，监控单元与传感器装置相连接，以便接收和评估传感器装置的信号。此外，监控单元可以与系统的输入和/或输出元件和/或控制装置相连接。
此外，在本发明的一种可选的实施方式中，该系统包括控制装置，该控制装置具有微控制器和存储在非易失性存储器上的软件，该软件在微控制器上运行，以便实现上述操控功能。
监控单元可以集成在控制装置中或者与控制装置分开地设计。
本发明还涉及一种手术灯装置，其具有至少一个手术灯和如上所述的系统。
附图说明
现在参照附图和实施例更详细地阐述本发明。其中示出了：
图1示出了根据本发明的手术灯装置的第一实施例，其具有根据本发明的监控单元，以及
图2示出了两个手术灯的原理图，包括导航点和光轴线的方向。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的手术灯装置1的一个实施例，其具有第一手术灯2和第二手术灯2’。但是在本发明的框架下，该手术灯装置1也可以包括仅一个手术灯或两个以上的手术灯。
在该实施例中，手术灯2和2’位置和方向可调地通过承载系统3布置在手术台8的上方。该调节通常是手动完成的。然而，也可以设想通过承载系统3的驱动器来调节。在该实施例中，承载系统包括天花板支架15，中心轴4通过该天花板支架安装在天花板上。在中心轴4上可枢转地布置有承载臂5。手术灯2和2’分别通过附加的承载臂元件6和关节布置在不同的承载臂5上并具有手柄7，这些手术灯能够在该手柄上移动。然而，也可以考虑承载系统的其它设计方案。
手术灯2和2’分别产生一个光场12或12’，它们各自具有光轴13或13’。通过对手术灯2和2’的相应布置和定向，使光场12和12’指向位于手术台8上的患者9的手术场10，以使它们重叠。然而，在其它情况下，手术灯2和2’的两个光场12和12’也可以指向不同的区域。例如，在移植的情况下，一个手术灯可以指向位于手术台8上的患者9的手术场10，另一个手术灯可以指向移植器官。
在图1中示出了操作装置30，通过该操作装置可以控制手术灯2和2’的功能，特别是亮度调节和/或光场尺寸和/或色温和/或打开和关闭。在所示的实施例中，操作装置被安装在墙壁上。替代地，也可以将操作装置30设计为台式的或移动版本。操作装置优选具有例如开关、调节器和/或触摸屏形式的输入元件33。此外，操作装置30优选地包括显示器31，在显示器上可以显示各个手术灯2和2’的运行状态和/或当前设定参数。
手术灯2和2’可以有线和/或无线地相互连接和/或与共有的控制装置和/或操作单元联网(vernetzt)。通过这种沟通，可以操控和/或同步手术灯2和2’的功能，例如亮度调节、焦点调节或色温以及同时打开和关闭。
根据本发明，手术灯装置包括监控单元20，其在这里仅用符号表示。其可以是手术灯和/或操作装置11的集成到手术灯中的和/或外部的控制器的一部分。此外，还设置有同样仅示意性示出的传感器装置40，其中，由监控单元20通过对传感器装置40的数据的评估而确定至少一个手术灯的位置和/或至少一个手术灯的光轴线的方向。
特别地，监控单元可以被配置为，通过对传感器装置的数据的评估而确定至少一个手术灯在空间中的绝对位置和/或光轴线在空间中的绝对方向。
在图2所示的实施例中，在每个手术灯2和2’上存在至少三个导航点50。根据导航点50在空间中的三个位置，不仅可以确定手术灯2或2’在空间中的位置，而且可以确定手术灯的光轴线13或13’的方向。根据两个或更多个手术灯的数据，监控单元确定这些光轴线13和13’是否相交/交叉，以及交点14处于哪个距离。在该位置处，也预期得到最大的照度。
在检测到光场12和12’重叠和/或光轴线13和13’相交时，必要时也可以根据其它参数(例如手术灯在手术场10中的总光强和/或总能量输入)来发出(视觉地或听觉地)警告或者使灯变暗或改变其它的参数。特别地，可以通过操作装置30输出警告提示。
此外，还可以考虑为手术室中的其它移动和/或可调节的设备配备导航点。例如，以下设备中的一个或多个可以配备导航点：手术台8、麻醉工位、监控器吊架15、手术灯2、2’的一个或多个承载系统3、具有电性和气体接口(每个OP 1至2件)的供应系统(DVE＝天花板供应单元)和/或其承载系统、各种设备车、一个或多个器械台、凳子、踏板、输液架、内窥镜车、监视器车。
例如，桌子或手术台8或柜子可以在顶部的四个拐角处配备导航点。或者，为天花板供应单元15的另一个承载系统在悬臂和/或承载平台的端部处配备导航点。
在一种可选的实施方式中，这些导航点50可以在外部安装在手术灯和/或设备上，例如以磁性、粘合或螺纹连接的形式。这也使得改装旧手术室很容易。
这些导航点50通过传感器装置40的至少一个传感器来检测。例如可以光学地、声学地(超声波)或通过电磁波、特别无线电波进行检测。对导航点50的检测通过一个或多个传感器进行。这些传感器可以是相机、3D传感器、超声波传感器、无线电波接收器或磁场传感器。
导航点可以是被动或主动元件。被动元件由传感器单元的传感器检测，而不会自身主动被检测。主动元件主动地发出信号，该信号由传感器单元的传感器检测。
在一种可选的实施方式中，导航点可以是光学标记，其由传感器装置的光学传感器、特别是3D传感器来检测。特别可以是二维标记或三维对象。标记可以至少部分地被编码。
此外，监控单元具有用于评估数据的计算机。理想情况下，系统的所有组件都与该计算机联网。该计算机分析数据并且例如计算最佳可能的设定和位置。
在一种可选的实施方式中，最小的单位是对两个手术灯2、2’的评估。系统无论是用于位置识别还是用于评估都位于手术灯本身之内和/或之上。灯彼此通信以交换与其各自的位置和/或方向相关的信息。手术灯在此通过与其他手术灯的通信来确定它们的光轴线13、13’是否相交和/或光场12、12’是否叠合(deckungsgleich)。在一种可选的实施方式中，所述识别和评估被集成在灯电子器件中。
在一种可选的实施方式中，传感器/导航点安装在灯壳体外部。
在一种可选的实施方式中，为了检测手术灯的位置和/或方向和/或为了检测中心轴承轴4上的导航点，将传感器安装在承载系统3上。在一种可选的实施方式中，用于评估的计算机被设置在外部，并且例如集成在操作装置30中。
在图2中，导航点50布置在手术灯2、2’的下侧。在这种情况下，传感器装置优选地布置在手术灯装置的下方。在其它实施例中，导航点50布置在手术灯2、2’的外边缘和/或上侧。因此，它们可以通过布置在手术灯侧面和/或上方的传感器装置来检测。
替代地或除了使用导航点50以外，也可以考虑使用其它技术来检测手术灯2、2’的位置和/或方向：
-为了确定手术灯(或者布置在承载系统3上的其他设备)的位置和/
或方向，为承载系统3的所有关节配备例如量角器/旋转编码器形式的传感器。
-为了确定手术灯2、2’(或者其他设备)的位置和/或方向，为它们配备加速度传感器和/或斜率传感器和/或电子罗盘和/或电子水平仪，如其从智能手机中已知的那样。
根据手术灯2、2’和/或其它设备的位置和/或方向的信息，可以导出非常多的功能。
例如，监控单元20可以被设计为发出碰撞警告。替代地或附加地，承载系统3和/或设备可以具有制动器和/或驱动器，其中，监控单元停止驱动器和/或致动制动器以避免碰撞。
此外，监控单元可以计算机辅助地计算最佳位置。承载系统3和/或设备可以具有驱动器，该驱动器由监控单元操控以占据最佳位置。
特别地，布置在具有被驱动的臂、悬臂和/或关节的承载系统上的手术灯可以通过借助于监控单元的操控来占据最佳位置，并由此以关于OP场10的最佳可能的方向定位在手术医生11之间，从而不形成阴影。
监控单元可以被设计为，其识别手术医生11何时重新定位并据此将手术灯重新定向。
在本发明的一种可选的实施方式中，监控单元20根据传感器装置的信息来确定带有患者的OP-台在哪里以及在什么高度上，并为此确定手术灯2、2’在什么距离上。优选地，监控单元利用这些信息来确定对(多个)手术灯的定向和/或操控，通过该定向和/或操控使手术灯最佳地聚焦在OP场10上。
在本发明的一种可选的实施方式中，在监控单元中存储有根据传感器数据启动(angefahren)的预定义情景，例如针对不同OP体系的预定义场景。例如，可以将一种情景定义为：3个人在场。这些人都被检测到，并且OP台8和手术灯2、2’被布置在所属的预定义位置中，并且所有设备上的相应参数都被预先设定。
在本发明的一种可选的实施方式中，监控单元通过由传感器单元确定的信息最佳地调整布置天花板上的在OP台上方的通风天花板，或者在通风天花板的功能例如由于手术灯2、2的不利定位和/或大障碍物而受到干扰时发出提示。
Claims (15)
1.一种用于监控手术灯装置的系统，所述手术灯装置包括至少一个手术灯，所述系统具有监控单元，其特征在于，所述系统包括传感器装置，其中，所述监控单元通过对所述传感器装置的数据的评估而确定所述至少一个手术灯的位置和/或所述至少一个手术灯的光轴线的方向。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述手术灯装置包括至少两个手术灯，并且其中，所述系统确定所述手术灯的光轴线彼此之间的相对位置和/或方向。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述系统确定所述手术灯的光轴线是否相交和/或在什么距离处相交和/或所述手术灯的光场是否重叠。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述系统根据所述光轴线是否相交和/或所述手术灯的光场是否重叠来进行声音的或光学的显示和/或操控所述手术灯的照度。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，当所述光轴线相交和/或所述手术灯的光场重叠时，所述系统根据灯的总能量输入、灯的总照度和/或由此导出的参数发出声音的或光学的警告和/或自动地限制或减小灯的照度，其中，所述监控单元优选地根据至少两个手术灯的各自的光场直径和各自的照度来确定在手术场中的能量输入。
6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述传感器装置检测所述至少一个手术灯的位置。
7.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述传感器装置包括以下方案中的至少一个：
-所述至少一个手术灯具有导航点，所述导航点的位置由传感器检测，以便确定该手术灯的方向和位置；
-所述至少一个手术灯具有用于检测手术灯的方向的传感器，特别是用于确定相对于地球磁场和/或重力的方向的传感器；
-所述至少一个手术灯被布置在承载系统上，其中，所述承载系统具有一个或多个关节，所述关节的位置通过传感器来检测，以便确定所述手术灯的位置和/或方向，其中，所述传感器特别是角度传感器和/或旋转编码器；
-所述传感器装置包括3D传感器，所述3D传感器检测所述至少一个手术灯的位置和/或方向。
8.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述手术灯装置包括至少两个手术灯，其中每个手术灯包括用于识别位置和/或方向的独立的系统以及用于相互通信的接口。
9.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述手术灯装置包括至少两个手术灯，其中，提供共有的监控单元，所述监控单元评估所述传感器装置的信号。
10.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述传感器装置的传感器和/或导航点被布置在所述至少一个手术灯的壳体上，其中，所述传感器和/或导航点优选地是能改装的。
11.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述至少一个手术灯被布置在承载系统上，其中，用于检测所述至少一个手术灯的位置和/或方向的传感器被布置在所述承载系统的中心轴承轴上，特别是用于检测布置在手术灯上的导航点的传感器和/或3D传感器。
12.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，监控所述手术灯装置的所述至少一个手术灯与其它手术灯和/或其它改装物体的碰撞。
13.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，手术场是能够预先设定的，并且所述系统确定用来照亮所述手术场的所述至少一个手术灯的至少一个方向和/或位置，其中，所述方向和/或位置被声音和/或光学地显示，和/或通过一个或多个驱动器进入所述方向和/或位置，和/或其中，所述手术灯布置在承载系统上，其中，所述承载系统具有一个或多个被驱动的关节，通过所述关节进入所述手术灯的位置和/或方向。
14.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述系统监控所述手术灯装置关于通风天花板的功能的位置和/或方向，并且优选地，当所述通风天花板的功能受损时，所述系统发出警告，和/或当所述通风天花板的功能受损时，所述监控单元改变所述手术灯装置的位置和/或方向，和/或根据所述手术灯装置的位置和/或方向来操控所述通风天花板。
15.一种手术灯装置，具有至少一个手术灯和根据前述权利要求中任一项所述的系统。
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