DE102008049526A1

DE102008049526A1 - Vorrichtung zur automatischen Nachjustierung von Operationsleuchten am Zahnarztstuhl

Info

Publication number: DE102008049526A1
Application number: DE102008049526A
Authority: DE
Inventors: Marius Kosacki; Piotr Kosacki
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-09-29
Filing date: 2008-09-29
Publication date: 2010-04-08

Abstract

Problembeschreibung Die Problematik bei der Behandlung von Patienten im Zahnarztstuhl ist diese, dass der Patient immer den Kopf bewegt. Diese Ausweichbewegungen des Patienten sind charakteristisch bei einer Zahnbehandlung. Die Ausweichbewegung wird auch nicht ausreichend durch die anatomische Ausformung der Kopfstütze verhindert. Der Patient weicht nach links oder rechts, oben oder unten aus. Deshalb kommt der geöfffnete Mund, als Arbeitsbereich, sehr schnell aus dem Bereich des Lichtfeldes. Die Bewegungen des Kopfes müssen nicht abrupt erfolgen. Meistens wird diese Bewegung sehr langsam ausgeführt. Und zwar so langsam, dass man es nicht sofort wahrnimmt und im Dunklen arbeitet. Eine Möglichkeit der Abhilfe ist, dass der behandelnde Zahnarzt die Leuchte selbst nachführt. Die Nachführung der Leuchte hat zur Folge, dass sich der behandelnde Arzt immer wieder dekonzentrieren muss. Lösung des Problems Die Lösung des Problems besteht in der Konstruktion einer OP-Leuchte, die selbstständig die Bewegungen des Kopfes und des damit verbundenen Arbeitsfeldes "Mundinnenraum" verfolgt. Dazu wird eine Kombination aus einer an der Leuchte befestigten Kamera und einem Servomechanismus an den Armen der Leuchte konstruiert. Beide Elemente werden über eine Face Tracking Software gesteuert. Anwendungsgebiet Das Anwendungsgebiet sind Leuchten, die Arbeitsgebiete im Gesichtsfeld ausleuchten. Insbesondere Operationsleuchten am Zahnarztstuhl.

Description

Die Erfindung ist eine Vorrichtung zur automatischen Nachjustierung von Arbeits(Operations)leuchten (OP-Leuchte) am Zahnarztstuhl. Dieses untenstehende Prinzip kann bei allen, nicht nur im medizinischen Bereich verwendeten Leuchtmitteln und damit verbundenen Vorrichtungen, die eine exakte Ausleuchtung beziehungsweise Verfolgung eines sich bewegenden Operationsfeldes oder Objekts erfordern, angewendet werden.
Eine im medizinischen Bereich verwendete Leuchte ist häufig ein Halogenreflektor, der das Arbeitsfeld, bei Zahnärzten den Mund des Patienten, optimal ausleuchten soll.
Die bisherigen Neurungen der Leuchtmittel und deren Führung, haben sich im Grunde auf eine leichtgängigere Mechanik der Verstellung, bessere Leuchtmittel und Lichtfilter (Infrarotfilter) beschränkt.
Die Neuerung in diesem Fall besteht in einer automatische Führung des Lichts, damit das Arbeitsfeld, bei Zahnärzten der Mund und vor allem der Mundinnenraum, bei Kopfbewegungen des Patienten, hell ausgeleuchtet und der Patient nicht geblendet wird.
Das Licht einer OP-Leuchte wird gewöhnlich auf eine Fläche von etwa 7 × 20 cm konzentriert. Ausserhalb dieser Fläche ist es arbeitstechnisch dunkel.
Die Problematik bei der Behandlung ist diese, dass der Patient immer den Kopf bewegt. Diese Ausweichbewegungen des Patienten sind charakteristisch bei einer Zahnbehandlung. Die Ausweichbewegung wird auch nicht ausreichend durch die anatomische Ausformung der Kopfstütze verhindert. Der Patient weicht nach nach links oder rechts, oben oder unten aus. Deshalb kommt der geöffnete Mund, als Arbeitsbereich, sehr schnell aus dem Bereich des Lichtfeldes.
Die Bewegungen des Kopfes müssen nicht abrupt erfolgen. Meistens wird diese Bewegung sehr langsam ausgeführt. Und zwar so langsam, dass man es nicht sofort wahrnimmt und im dunklen arbeitet.
Eine Möglichkeit der Abhilfe ist, dass der behandelnde Zahnarzt die Leuchte selbst nachführt.
Die Nachführung der Leuchte hat zur Folge, dass sich der behandelde Arzt immer wieder dekonzentrieren muss.
Das Instrument, mit dem der Arzt gerade gerade im Mund des Patienten arbeitet, muss aus der Hand auf ein Ablagebrett gelegt werden um die Position der Leuchte nachzujustieren. Nachdem die Leuchte nachgeführt wurde, muss das eben benutzte Instrument in dem Instrumentenwirrwar auf dem Ablagebrett wieder aufgefunden werden, um wieder zur eigentlichen Behandlung zurückzukommen.
Oft wird das Instrument nicht aus der Hand gelegt, sondern es wird mit dem Instrument, gefährlich über dem Kopf des Patienten, am Griff der Leuchte herumhantiert.
All dies resultiert in einer periodischen Dekonzentration und vor allem in einer nicht optimal ausgenutzten Behandlungszeit. Dies ist eine Zeitverschwendung, die finanzielle Einbußen bedeutet, und bei der sehr knapp bemessenen und knapper werden Vergütung, speziell in Deutschlend, ins Gewicht fällt.
Die zweite Möglichkeit ist, dass eine Zahnarzthelferin am Stuhl steht und außer anderen Aufgaben die Leuchte korrigiert.
Dies ist aber eine sehr monotone und undankbare Aufgabe für die Helferin. Nach einer gewisssen Zeit vergisst sie die Leuchte nachzuführen. Aus diesem Grunde muss Sie oft an die Nachführung der Leuchte zur Ausleuchtung des Arbeitsfeldes erinnert werden.
Nach etlichem erinnern die Leuchte nachzuführen ”bitte das Licht korrigieren”, gibt man es schliesslich entnervt auf.
Dieses resultiert in sehr vielen Spannungen und Stressituationen in der Praxis.
Die Lösung des Problems besteht in der Konstruktion einer OP-Leuchte, die selbständig die Bewegungen des Kopfes und des damit verbundenen Arbeitsfeldes ”Mundinnenraum” verfolgt. Dazu wird eine Kombination, aus einer an der Leuchte befestigten Kamera und einem Servomechanismus an den Armen der Leuchte, konstruriert.
Beide Elemente werden über eine Face Tracking Software gesteuert.
Die Leuchte ist an einem 2 fach gebrochenen Arm aufgehängt, der leichtgängig über mehrere Achsen drehbar ist. Das Prinzip der Gelenk-Reihenfolge + Gelenk-Anzahl ist bei allen Produzenten gleich. An der Basis des ersten Arms erfolgt eine Rotation um eine vertikale Achse, und am Ende eine Rotation um die verikale + horizontale Achse. Schliesslich am Kopf, am Ende des zweiten Armes, noch einmal eine Rotation um die vetikale und horizontale Achse.
Der zweite Arm besteht aus zwei parallelen Armen, so dass wenn man die Leuchte nach oben und unten bewegt, ihre Basis immer parallell angehoben beziehungsweise gesenkt wird. Die Konstruktion wird, damit die Leuchte frei im Raum hängt, über Federn austariert.
Bei der technischen Umsetzung des Patents wird eine Kamera in der Leuchte integriert oder an der Leuchte befestigt. Hierbei ist je nach Ausführung der Leuchte, die Position der Kamera so zu wählen, dass sie bei einer Behandlung durch Hände und den Kopf des Behandlers nicht oder möglichst wenig gestört wird, um der Facetracking Software, die Möglichkeit zu geben das Gesichtsfeld beziehungsweise markante Punkte ausreichend zu erfassen. Die Erfassung des Gesichtsfeldes oder Teilen davon, führt zu einer Nachkorrektur der Leuchetnposition, über Servomotoren an den Gelenken des beweglichen Leuchtenarmes, während der Patient den Kopf bewegt oder kurz nachdem er ihn bewegt hat.
Die Servomotoren werden hier am Kopf der Armkonstruktion befestigt um die Leuchte langsam, nachdem der Patient den Kopf über eine an der Software einstellbare Grenze bewegt hat, um die vertikale und horizontale Achse zu schwenken.
Um die Leuchte voll frei schwenkbar zu konstruieren, können auch mehrere Servomotoren über die ganze Armkonstruktion verteilt werden. So wird nicht nur die Kopfbewegung des Patienten von einem Punkt aus mit dem Licht verfolgt, sondern die ganze Armkonstruktion der Leuchte passt sich den Kopfbewegungen an.
Dadurch wird bewirkt, dass der Lichteinfallswinkel auf das Arbeitsfeld Mund immer gleich bleibt
Die Servomotoren der Armkonstruktion arbeiten endlos. Sie verfolgen immer die Bewegung des Patienten, ohne dass sie jemals in eine Nullposition gefahren werden müssen.
Die Teile der Armkonstruktion können auch mit einer Rutschkupplung werden. Beides dient dazu, dass die Leuchte von Zeit zu Zeit manuell verstellt werden kann um beispielsweise den Lichteinfallswinkel zu verändern.
Die Automatk wird über einen Schalter am Leuchtengriff oder einfach akkustisch, über ein Mikrofon, aktiviert. Eine Rückmeldung der Aktivierung oder Deaktivierung der automatischen Arbeitsfeld Verfolgung über ein Signal erleichtert dem behandelnden Arzt die Handhabung des Systems.
Es ist sehr wichtig, dass das System ganz einfach, unterbewusst und fast automatisch aktiviert wird, sonst wird es nicht benutzt werden.
Es ist sehr wichtig, dass das System im Hintergrund arbeitet und der gewohnte Behandlungsablauf nicht gestört beziehungsweise umgestellt werden muss. Es gibt genügend ingenieurtechnisch perfekte, teure Gerätschaften, die in der Schublade landen, weil deren Benutzung eine Umstellung, die manchmal nur sehr klein sein kann, der täglichen Routine erfordert.
Ist ein computergesteurter Servomechanismus in der Leuchte integriert, so kann eine andere sehr nützliche Erweiterung, in das System integriert werden.
Die modernen Komposittmaterialien (weisse Füllungen + Zemente) werden durch blaues Licht gehärtet. Leider ist das blaue Licht auch ein Teil des Lichtspektrums, das von der Halogenbirne der OP-Leuchte gesendet wird. Deswegen muss man bei grösseren Füllungen, deren Legen mehr Zeit erfordert, oder beim zeitaufwendigen kleben von Zahnersatz, die Leuchte nach unten schwenken und im Halblicht arbeiten, damit das Komposittmaterial nicht frühzeitig aushärtet.
Bei Farbnahme für Zahnersatz wird die Leuchte auch weggeschwenkt, damit die Farbe richtig bestimmt werden kann.
Diese Aufgaben können durch eine akustische Aktivierung (zum Beispiel ein Mikrofon) automatisiert werden, indem das System über ein Kommando die Leuchte vom Servomechanismus schwenken lässt.
Die Erfindung bewirkt:

1. Vermindertes Kontaminationsrisiko der Arbeitsgeräte
2. Ruhigeren Arbeitsablauf
3. Bessere Ausleuchtung des Operationsfeldes.
4. Vermindertes Verletzungsrisiko durch aus der Hand fallende Instrumente
5. Zeit und Geldersparnis
6. Weniger Streitigkeiten mit den Mitarbeitern (Zahnarzthelfer(in))
7. Helferin kann sich anderen Aufgaben widmen
8. Weniger Angestellte in der Praxis.

In der Praxis wird ein Gelbfilter manuell vor der Operationsleuchte positioniert, um länger Kompositmaterialien verarbeiten zu können. Für eine weitergehende Automatisierung wird in der Lampe ein gelbes, von der eigentlichen Operationsleuchte abgeschirmtes Leuchtmittel positioniert, welches durch ein akustisches Signal aktiviert und die eigentliche OP-Leuchte deaktiviert wird.

Claims

Die Erfindung ist eine „Vorrichtung zur automatischen Nachjustierung von Operationsleuchten am Zahnarztstuhl”. Sie kann bei allen, nicht nur im medizinischen Bereich verwendeten Leuchtmitteln und damit verbundenen Vorrichtungen, die eine exakte Ausleuchtung beziehungsweise Verfolgung eines sich bewegenden Operationsfeldes oder Objekts erfordern, angewendet werden. Die Vorrichtung ist gekennzeichnet, durch eine selbständige Verfolgung der Bewegungen des Patientenkopfes und einer automatische Führung des Lichts, zur Ausleuchtung des Arbeitsfeldes. Dadurch wird das Arbeitsfeld, bei Zahnärzten der Mund und vor allem der Mundinnenraum, bei Kopfbewegungen des Patienten, hell ausgeleuchtet und der Patient nicht geblendet. Der Behandelnde muss die Leuchte nicht mehr manuell nachführen. Die Vorrichtung ist eine Kombination, aus einer an der Leuchte befestigten Kamera und einem Servomechanismus an den Gelenken des beweglichen Leuchtenarmes der Operationsleuchte. Die Bewegung der Leuchte wird über eine Face Tracking Software gesteuert.