DE102008021547A1

DE102008021547A1 - Unterbrechungsfreie Stromversorgung, insbesondere für einen refraktiven Laser

Info

Publication number: DE102008021547A1
Application number: DE200810021547
Authority: DE
Inventors: Jürgen LEDERMANN
Original assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2007-04-26
Filing date: 2008-04-25
Publication date: 2008-10-30
Also published as: US20080269729A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine unterbrechungsfreie Stromversorgung, welche insbesondere bei einem refraktiven Laser eingesetzt wird. Dabei ist eine wiederaufladbare Batterie vorgesehen, wobei vor Beginn der Behandlung die Kapazität der Batterie daraufhin überprüft wird, dass diese für den Fall der Unterbrechung der Versorgungsspannung dazu ausreicht die Behandlung sicher zu beenden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Unterbrechungsfreie Stromversorgung, welche insbesondere bei einem refraktiven Laser eingesetzt wird.
Mittels eines refraktiven Lasers wird die Augenhornhaut (Cornea) mit dem Ziel bearbeitet, vorhandene Sehfehler durch Veränderung der optischen Eigenschaften der Cornea zu beseitigen oder wenigstens zu verringern. Dazu haben sich im Wesentlichen zwei Vorgehensweisen etabliert.
Zum einen die sogenannte LASIK (Laser in situ Keratomileusis), bei der Material der Hornhaut mittels Ablation von einer mit einem Schnitt freigelegten Oberfläche abgetragen wird. Hierfür werden im wesentlichen Excimer-Laser benutzt.
Ein moderneres Verfahren ist die intrastromale Ablation, bei der vorzugsweise mit einem Femtosekundenlaser Schnittflächen innerhalb der Cornea gebildet werden, welche ein vorgegebenes Volumen begrenzen, welches anschließend durch einen Öffnungsschnitt entnommen werden kann. Dabei sind die Schnittflächen so berechnet, dass die optischen Eigenschaften der nach der Entnahme des ausgeschnittenen Volumens verbleibenden Cornea ein möglichst optimales Sehen bewirken.
Es ist auch bekannt, mittels eines Femtosekundenlasers den für die anschließende LASIK mittels Excimerlaser notwendigen Schnitt in die Cornea einzubringen.
Alle diese Verfahren werden seriell durchgeführt, dass heißt, dass die Einwirkung auf das Hornhautmaterial mit kleinen, eng begrenzten Laserspots realisiert wird und diese Spots nacheinander über die zu bearbeitenden Flächen geführt werden.
Wie sich leicht erkennen läßt, ist mit erheblichen Problemen zu rechnen, wenn die Bearbeitung der vorgesehenen Fläche nicht beendet werden kann, z. B. wenn durch einen Fehler die Spannungsversorgung des Lasers unterbrochen wird, da dann die optisch wirksame Fläche in einem undefinierten Zustand hinterlassen wird, z. B. Teile der Fläche bereits fertig bearbeitet sind, sich andere dagegen noch in ihrem Originalzustand befinden.
Um diesem Problem abzuhelfen wurde in der DE 19 727 573 C1 vorgeschlagen, die Bearbeitung in einem speziellen Muster vorzunehmen, um zu jedem Zeitpunkt zu gewährleisten, dass die gesamte zu bearbeitende Fläche sich in einem etwa gleichen Bearbeitungszustand befindet. Damit wird auch bei einer vorzeitigen Beendigung der Behandlung eine Verbesserung des Sehvermögens erreicht.
Im Gegensatz zu dem beim Stand der Technik eingeschlagenen Weg zur Vermeidung von undefinierten Behandlungsergebnissen nach eventuell durch Probleme der Versorgungsspannung des Lasers bedingten Behandlungsabbrüchen wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, für den Behandlungslaser eine unterbrechungsfreie Stromversorgung mit einem wiederaufladbaren Blei-Akkumulator (Akku) vorzusehen, wobei vor Beginn der Behandlung die Kapazität des Akkus daraufhin überprüft wird, dass diese für den Fall der Unterbrechung der Versorgungsspannung dazu ausreicht, die Behandlung sicher zu beenden. Der Einsatz eines Blei-Akkumulators ist kostengünstig, verglichen mit anderen wiederaufladbaren Batterie-Typen; er ist mechanisch und elektrisch robust, das Überprüfen des Ladungszustandes ist vergleichsweise einfach und das Nachladen unkritisch.
Unterbrechungsfreie Stromversorgungen mit einer wiederaufladbaren Batterie sind an sich bekannt (z. B. aus der DE 102 44 608 A1 ). Diese werden im Wesentlichen zur Absicherung von PC-Servern und Großrechnern gegen Schwankungen der Netzspannung oder deren Totalausfall benutzt. Nach Vorliegen eines Stromausfalls geben diese eine Information an den angeschlossenen PC-Server, um diesen zum kontrollierten Herunterfahren des Serverbetriebssystems zu veranlassen, da die meisten Betriebssysteme durch unkontrolliertes Beenden nachhaltig in ihrer Funktion beschädigt werden können, insbesondere können durch einen solchen Vorfall Daten verfälscht oder vernichtet werden.
Aus der DE 43 33 520 A1 ist bekannt während der Entladung der Batterie den Laststrom und daraus die innere Impedanz der Batterie zu bestimmen und mit einem vorgegebenen Wert zu vergleichen um eine Information über den Zustand der Batterie zu erhalten. Eine Verknüpfung dieses Wertes mit einer durch den Verbraucher bestimmten Mindestkapazität wird nicht offenbart.
Erfindungsgemäß wird weiterhin vorgeschlagen, mindestens vor Beginn der Behandlung die Kapazität der Batterie der unterbrechungsfreien Stromversorgung zu überprüfen und mit dem für die vollständige Durchführung der Behandlung notwendigen Bedarf zu vergleichen.
Vorzugsweise lässt sich die Behandlung nicht starten, wenn diese Überprüfung ergibt, dass die Kapazität der Batterie nicht ausreicht um diese Bedarf im Ernstfall abzusichern.
Dieser mangelhafte Zustand der Batterie wird vorteilhafterweise dem Bediener optisch oder akustisch oder in sonst einer geeigneten Weise signalisiert.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen niedergelegt.
Die Erfindung wird im Folgenden an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
1 zeigt dazu schematisch ein refraktives Lasersystem 1, welches von einer Netzteil 2 mit Energie versorgt wird. Zwischen dem Lasersystem 1 und der Netzteil 2 ist eine unterbrechungsfreie Stromversorgung 3 angeordnet, welche über einen Akku 4 und ein Steuergerät 5 verfügt. Über einen Testausgang 6 kann das Steuergerät 5 den Akku 4 über eine Last 7 kurzschließen und dabei über einen Prüfeingang 8 die aktuelle Kapazität des Akkus 4 bestimmen. Das Ergebnis dieser Prüfung wird in ein Signal umgewandelt, welches über eine Steuerleitung 9 an das refraktive Lasersystem 1 übermittelt wird.
Das refraktive Lasersystem 1 vergleicht diese Information über die Akkukapazität mit dem Bedarf für die vollständige Durchführung einer Behandlung und lässt den Start der Behandlung nur zu, wenn die Akkukapazität ausreichend ist.
Ist diese nicht ausreichend, wird die Behandlung nicht gestartet und der Bediener in geeigneter Art und Weise auf diese Tatsache hingewiesen.
Diese Überprüfung der Akkukapazität kann sowohl zyklisch als auch jeweils einmalig vor dem Start der Behandlung ausgeführt werden.
Soll sie zyklisch ausgeführt werden, verfügt das Steuergerät zusätzlich über einen Taktgeber (hier nicht dargestellt), welcher die Zyklen definiert.
Bei der Bestimmung des zur Durchführung der Behandlung notwendigen Bedarfs kann das refraktive Lasersystem auch die aktuell vorliegende Behandlungsplanung berücksichtigen. Beispielsweise kann die vorgesehene Behandlung 2 Minuten dauern und die notwendige Leistung des Lasersystems im Mittel 900 W betragen, dann muss der Akku vor Start der Behandlung noch über eine Mindestkapazität von 0,625 Ah bei 48 V Batteriespannung verfügen. Wird diese nicht erreicht kann die Behandlung nicht gestartet werden.
Dem Fachmann ist klar, dass die konstruktive Bemessung des Akkus sich nicht auf diesen Mindestbedarf beschränken kann, insbesondere um Bedarfsspitzen, z. B. beim Anlaufen von Motoren, abdecken zu können ist eine entsprechende Reserve vorzusehen. Man wird für den genannten Fall also eine Batterie mit 10 oder 15 Ah Nennkapazität einsetzen, vor der Behandlung aber prüfen ob die Mindestkapazität (wiederum mit einer gewissen Reserve) noch vorhanden ist. Die Bestimmung der aktuellen Kapazität über eine Messung unter Belastung ist dabei einer herkömmlichen Messung der Akkuspannung vorzuziehen, da es Fälle geben kann, in denen trotz Anliegen der Nennspannung im Leerlauf unter Belastung die Spannung zusammenbricht und daher keine Überbrückung eines Netzausfalls oder eines Defekt des Netzteils möglich wird, was den Erfolg der Behandlung zunichte machen würde.
Die Erfindung ist nicht an das dargestellte bevorzugte Ausführungsbeispiel gebunden, insbesondere kann sie statt bei dem refraktiven Lasersystem auch bei anderen Verbrauchern verwendet werden, welche zur Durchführung einer Aktion vorgesehen sind, welche nicht unterbrochen werden darf.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 19727573 C1 [0006]
- DE 10244608 A1 [0008]
- DE 4333520 A1 [0009]

Claims

Unterbrechungsfreie Stromversorgung für einen Verbraucher mit einer wiederaufladbaren Batterie, wobei eine Einrichtung zur Bestimmung der Batteriekapazität vorgesehen ist, gekennzeichnet dadurch, dass eine Einrichtung vorhanden ist, welche die Kapazität mit dem Bedarf des Verbrauchers vergleicht und dem Verbraucher ein Signal übermittelt, welches das Ergebnis dieses Vergleichs repräsentiert.
Unterbrechungsfreie Stromversorgung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass ein Taktgeber für die Einrichtung zur Bestimmung der Batteriekapazität und die Einrichtung zum Vergleich der Kapazität mit dem Bedarf des Verbrauchers vorgesehen ist.
Unterbrechungsfreie Stromversorgung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, dass als wiederaufladbare Batterie ein Blei-Akkumulator vorgesehen ist.
Refraktives Lasersystem zur Behandlung einer Augenhornhaut welches eine unterbrechungsfreie Stromversorgung nach Anspruch 1, 2 oder 3 aufweist.
Verfahren zum Betrieb einer unterbrechungsfreien Stromversorgung insbesondere nach Anspruch 1, wobei – die Kapazität der Batterie bestimmt wird – die so bestimmte Kapazität mit einem Wert für den Bedarf eines Verbrauchers verglichen wird und – das Ergebnis dieses Vergleichs dem Verbraucher übermittelt wird.
Verfahren zum Betrieb einer unterbrechungsfreien Stromversorgung nach Anspruch 5, wobei die Bestimmung der Kapazität der Batterie und der Vergleich mit dem Bedarf des Verbrauchers zyklisch erfolgen.
Verfahren zum Betrieb einer unterbrechungsfreien Stromversorgung nach Anspruch 5, wobei die Bestimmung der Kapazität der Batterie und der Vergleich mit dem Bedarf des Verbrauchers vor Beginn einer Aktion des Verbrauchers, welche nicht unterbrochen werden soll, durchgeführt werden.
Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 5 bis 7 bei einem refraktiven Lasersystem.