DE102010055666A1

DE102010055666A1 - Medizinische Beleuchtungsvorrichtung und Verfahren zum Betrieb einer medizinischen Beleuchtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102010055666A1
Application number: DE102010055666A
Authority: DE
Inventors: Dr. Fornasiero Livio; Maral Haar
Original assignee: Draeger Medical GmbH
Current assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Priority date: 2010-12-22
Filing date: 2010-12-22
Publication date: 2012-06-28
Anticipated expiration: 2030-12-23
Also published as: DE102010055666B4; US20120161647A1; US9035555B2

Abstract

Medizinische Beleuchtungsvorrichtung (1000) mit Operationsfeldbeleuchtung (100) zentraler Steuerungsstation (11), Beleuchtungsteuerungseinheit (7), Steuerungseinheit (39), Bilderfassungselement (27) Bildverarbeitungseinheit (29), mindestens zwei Referenzelementen (67,69), Bedienungseinheit (200), Positionssensor (25), einem an einem Handgriff (31) angeordneten Bedienelement (33) und einem, einen Lichtstrahl (36) erzeugenden Markierungs- und Entfernungserfassungselement (35), Mitteln (13,15,17,19,21,26,28) zur Datenübertragung.Die medizinische Beleuchtungsvorrichtung (1000) ist ausgebildet, mittels des Positionssensors (25), des Markierungs- und Entfernungserfassungselementes (35), des Bilderfassungselementes (27) in Kombination mit den Referenzelementen (67,69) und der Bildverarbeitungseinheit (29) eine horizontalvertikale Position P0xyz(58) der Bedieneinheit (200) im Raum und eine LichtmarkierungspositionPLxyz(38) auf einer Liegefläche (99) zu bestimmen und die Operationsfeldbeleuchtung (100) so anzusteuern, dass ein Ausleuchtbereich X44(71) auf der Liegefläche (99) ausgeleuchtet wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine medizinische Beleuchtungsvorrichtung und ein Verfahren zum Betrieb einer medizinischen Beleuchtungsvorrichtung.
Die medizinische Beleuchtungsvorrichtung besteht aus einer Bedieneinheit und einer Operationsfeldbeleuchtung. Die Operationsfeldbeleuchtung ist oberhalb eines Operationsfeldes an der Raumdecke eines Operationssaales angeordnet. Dazu ist in der Operationsfeldbeleuchtung mindestens ein Beleuchtungsmodul mit jeweils mindestens einer steuerbaren Lichtquelle angeordnet. Eine Bedieneinheit ermöglicht eine Ansteuerung der mindestens einen Lichtquelle der Operationsfeldbeleuchtung. Dazu sind an der Bedieneinheit ein Handgriff, mindestens ein Bedienelement, ein Positionssensor und ein Markierungs- und Entfernungserfassungselement zur Festlegung eines Ausleuchtbereiches auf dem Operationsfeld angeordnet. Weiterhin sind mindestens ein Bilderfassungselement mit einer Bildverarbeitungseinheit vorgesehen, um im Zusammenspiel mit mindestens zwei in einem vorbestimmten Abstand zueinander angeordneten Referenzelementen die räumliche Lage der Bedieneinheit und/oder des Handgriffs in vertikaler und horizontaler Relation zur Raumdecke und zum Operationsfeld zu ermitteln. Außerdem sind eine zentrale Steuerungsstation zur Koordination der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung und eine mit der zentralen Steuerungsstation verbundene Beleuchtungsteuerungseinheit zur Ansteuerung der mindestens einen Lichtquelle der Operationsfeldbeleuchtung vorgesehen. Die zentrale Steuerungsstation ist mit der Bedieneinheit und mit der Operationsfeldbeleuchtung über drahtgebundene oder drahtlose Datenverbindungen verbunden. Über die Bedieneinheit kann eine ferngesteuerte Steuerung der Operationsfeldbeleuchtung vorgenommen werden.
Aus der US 2007 014 567 A ist eine Kombination aus einer Operationslampe und einer Bilderfassung bekannt, wobei die Operationslampe beweglich und bewegbar an einer Halterung aufgehängt und eine Kamera vorgesehen ist, die in räumlich bekannter oder erfassbarer Orientierung zur Operationslampe steht. Die Signale der Kamera werden ausgewertet, um die Operationsleuchte derart räumlich zu drehen oder zu bewegen, dass eine schattenfreie Ausleuchtung gegeben ist.
In der US 2008 290 818 A ist ein Verfahren beschrieben, eine Mehrzahl von Lichtstrahlern hinsichtlich der Beleuchtungsstärke, Lichtfarbe und Strahlrichtung auf einen vordefinierten Ausleuchtbereich auszurichten. Dazu ist ein Sensorelement vorgesehen, das im Ausleuchtbereich platziert wird, um die Ausleuchtsituation zu erfassen und ferngesteuert die zugehörigen Lichtstrahler anzusteuern. Das Sensorelement ist in der Lage, die einzelnen Lichtstrahler voneinander zu unterscheiden, da jeder Lichtstrahler ein charakteristisches zusätzliches Lichtsignal abgibt, das dem eigentlichen Lichtstrahl überlagert ist. Nachteilig an diesem Verfahren ist, dass zur Durchführung des Verfahrens im Ausleuchtbereich ein Sensor platziert werden muss und die Lichtstrahler mit dem zusätzlichen charakteristischen Lichtsignal ausgestattet sein müssen. Eine Platzierung von Sensoren im Ausleuchtbereich, gegebenenfalls sogar auf dem Körper eines Patienten ist in der überwiegenden Anzahl der Anwendungen im klinischen Alltag eines Operationssaales nicht praktikabel.
Aus der DE 10 2007 002 382 A ist eine Beleuchtungsanordnung mit einer Lichtquelle zur Ausleuchtung einer Fläche mit Licht veränderbarer Eigenschaften bekannt, bei der eine Regeleinrichtung zur Regelung der Eigenschaft des Lichts vorgesehen ist, die an einen Sensor angeschlossen und eingerichtet ist, aus den Ausgangssignalen des Sensors Beleuchtungswerte wenigstens eines Teilsegments der Fläche zu ermitteln, die ermittelten Beleuchtungswerte mit einem vordefinierten Beleuchtungswert zu vergleichen und in Abhängigkeit von dem Vergleich Regelsignale zu generieren, mit denen die Lichtquelle zur Korrektur der Eigenschaft des Lichts angesteuert wird. Ferner wird ein Beleuchtungsverfahren vorgestellt. Über den Sensor wird die Ausleuchtsituation der Fläche erfasst.
Nachteilig an dieser Anordnung ist einerseits, dass nur ein Teil der ausgeleuchteten Fläche sensorisch erfasst werden kann, andererseits führt eine Anbringung des Sensors zu einer Beeinträchtigung im Zugang zum Patienten und verursacht zusätzlich noch einen Schattenwurf auf die ausgeleuchtete Fläche. Ein solcher Schattenwurf durch Bedienelemente oder Gerätschaften ist im klinischen Alltag eines Operationssaales weitgehend zu vermeiden.
In der DE 32 27 494 ist eine Operationslampenvorrichtung beschrieben, deren Lichtstrahl einer Veränderung der Lage des zahnmedizinischen Behandlungsstuhles automatisch so nachgeführt wird, dass die Behandlungslampe ständig auf den Mundbereich des Patienten ausgerichtet bleibt.
In der US 6,803,727 B3 ist ein Beleuchtungssystem mit einem Beleuchtungsmittel beschrieben, wobei die Beleuchtungsmittel durch eine Steuerung in X-Y-Richtung derart bewegt werden können, einen Bereich auszuleuchten. Der Bereich wird dabei in einen Fokusbereich eingeregelt, der Fokusbereich wird durch ein optisches, Ultraschall- oder Radiofrequenz-basiertes Zeigerelement definiert. Signale des Zeigerelements werden durch im Raum angeordnete geeignete Empfangsmittel empfangen und an die Steuerung weitergeleitet. Über eine mit der Steuerung verbundene Bedienungs- und Kontrolleinheit oder über das Zeigerelement wird ferngesteuert der Ausleuchtbereich und der Fokusbereich des Beleuchtungssystems ausgewählt. Über Bedienelemente, die an der Bedienungs- und Kontrolleinheit angeordnet sind werden ferngesteuert Beleuchtungsmittel ausgewählt und auf indirekte Weise über Antriebselemente in der Helligkeit und im Fokus eingestellt. Vorteilhaft an einem Beleuchtungssystem nach US 6,803,727 B3 ist, dass gegenüber einer einzelnen Operationsleuchte im Raum an der Decke mit einer Anordnung einer Vielzahl von ansteuerbaren Leuchtelementen eine optimale Lichteinstellung auf dem Operationsfeld machbar ist. Nachteilig an dieser Art der Beleuchtungseinstellung ist, dass die Bedienungs- und Kontrolleinheit zusätzlich zum Zeigerelement für die Auswahl der Beleuchtungsparameter und des Ausleuchtbereiches erforderlich ist und die Bedienung über die Bedieneinheit von der gewohnten Bedienung einer einzelnen Operationsleuchte deutlich verschieden ist. Die Bedienung über eine Bedienungs- und Kontrolleinheit erfordert während einer Operation Eingaben und fortwährend Korrekturen, zu deren Durchführung das klinische Personal den Operationstisch zumindest zeitweise verlassen muss, um die Einstellungen vorzunehmen. Dies führt zu einer Beeinträchtigung der eigentlichen Tätigkeiten des klinischen Personals am OP-Tisch und ist nur durch zusätzliches Personal auszugleichen, was für die Bedienung der Beleuchtungssteuerung abseits vom OP-Tisch vorgehalten werden müsste.
In der US 2009 261 759 AA ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur gleichmäßigen Ausleuchtung eines Operationsfeldes beschrieben. Dabei wird über eine Bedieneinheit ein interessierendes Beleuchtungsfeld ausgewählt, die Ausleuchtsituation des Operationsfeldes durch eine Kamera erfasst und einzelne Leuchtelemente einer Leuchteinheit so geschaltet, dass sich eine schattenfreie Ausleuchtung des interessierenden Beleuchtungsfeldes ergibt. Die Auswahl des interessierenden Beleuchtungsfeldes bedingt Initialisierungen und Eingaben durch das klinische Bedienpersonal vor und während der Durchführung der Operation, wozu das klinische Personal den Bereich am Operationstisch zumindest zeitweise verlassen muss. Dies bedingt Beeinträchtigungen des klinischen Personals und ist nur durch zusätzliches Personal auszugleichen, was für die Bedienung der Beleuchtungssteuerung abseits vom OP-Tisch vorgehalten werden müsste.
In vielen Fällen im klinischen Alltag bedingen die Anwendung eines Beleuchtungssystems nach US 6,803,727 B3 oder die Anwendung von Vorrichtungen und Verfahren zur gleichmäßigen Ausleuchtung eines Operationsfeldes nach US 2009 261 759 AA zumindest teilweise Änderungen der Routinen und Arbeitsabläufe im OP-Betrieb, die nicht in jeder klinischen Situation umsetzbar und praktikabel ist.
Im Gegensatz dazu kann bei Operationslampen herkömmlicher Ausführung, welche schwenkbar und drehbar an der Decke oder einem Deckentragesystem angebracht sind, der Ausleuchtbereich durch eine relative Bewegung der Lampe zum Operationsfeld und Patienten eingestellt werden und der Fokus des Lichtstrahls oder auch die Intensität des Lichtstrahls durch eine direkte manuelle Handhabung an der Lampe selbst, beispielsweise durch eine Drehung am Handgriff vorgenommen werden.
Weitere Operationslampen herkömmlicher Ausführung sind aus dem Stand der Technik in verschiedenen Ausführungen bekannt, wobei in der DE 10 2004 055 838 A1 , der US 7,441,923 , der US 5,383,105 , der US 4,316,2379 und der EP 1 084 364 Ausführungsvarianten beschrieben sind, die sich speziell mit der Steuerung der Beleuchtung befassen.
Nachteilig an herkömmlichen Operationslampen ist, dass zu einer Einstellung eine komplexen Lichtsituation für eine spezielle Ausleuchtsituation in vielen Fällen wenigstens eine weitere zweite Operationslampe zusätzlich zum Einsatz gebracht werden muss, was oftmals den Zugang zum Patienten erschwert und durch die Bewegung und Lichteinstellungen von zwei OP-Lampen zueinander die Handhabung erschwert.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine medizinischen Beleuchtungsvorrichtung und ein Verfahren zum Betrieb der medizinischen Beleuchtungsvorrichtung anzugeben, so dass eine Steuerung der Operationsfeldbeleuchtung mit verbesserter Zugänglichkeit zum Patienten und vereinfachter Handhabung ermöglicht ist.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 9.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einer Operationsfeldbeleuchtung, einer zentralen Steuerungsstation und einer Bedieneinheit. Die Operationsfeldbeleuchtung umfasst mindestens ein Beleuchtungsmodul. Das mindestens eine Beleuchtungsmodul umfasst mindestens eine steuerbare Lichtquelle. In bevorzugter Weise ist die Operationsfeldbeleuchtung oberhalb eines Operationsfeldes angebracht, in weiter bevorzugter Weise ist die Operationsfeldbeleuchtung an der Raumdecke eines Operationssaales angeordnet.
Das Operationsfeld umfasst einen Operationstisch, sowie einen Raum oberhalb des Operationstisches, sowie einen Raum allseitig neben dem Operationstisch, der für das klinische Personal während der Durchführung der Operation für eine angemessene Bewegungsfreiheit benötigt wird.
Weiterhin ist neben der zentralen Steuerungsstation eine Beleuchtungsteuerungseinheit zur Ansteuerung der Beleuchtungsmodule und/oder steuerbaren Lichtquellen vorgesehen. Die zentrale Steuerungsstation, die Bedieneinheit und die Beleuchtungsteuerungseinheit sind miteinander über drahtgebundene oder drahtlose Datenverbindungen verbunden. Die zentrale Steuerungsstation und die Operationsfeldbeleuchtung sind an eine elektrische Versorgung angeschlossen. Die elektrische Versorgung der Bedieneinheit kann drahtgebunden über im Operationssaal vorhandene elektrische Versorgungselemente erfolgen, es können aber auch Batterien, beispielsweise Primär-Batterien oder wieder aufladbare Batterien verwendet werden. Beim Einsatz wieder-aufladbarer Batterien in der Bedieneinheit ist in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass mindestens eine Ankopplungsstation oder eine Ladestation an den im Operationssaal vorhandenen elektrischen Versorgungselementen angebracht sind, um die Bedieneinheit dort einzustecken und mit elektrischer Energie aufzuladen. Die Aufladung der wieder-aufladbaren Batterien der Bedieneinheit in der mindestens einen Ladestation kann dabei elektrisch-kontakt-gebunden oder induktiv kontaktlos erfolgen. Weiterhin kann neben der Energieversorgung eine Datenübertragung zwischen der Bedieneinheit und der zentralen Steuerungsstation über die Ankopplungsstation Kontakt-, Drahtgebunden, optisch oder induktiv-kontaktlos erfolgen.
In oder an der Bedieneinheit sind mindestens ein Bedienelement, ein Handgriff, ein Markierungs- und Entfernungserfassungselement zur optischen Markierung eines Ausleuchtbereiches und Komponenten zur Feststellung der aktuellen Lage der Bedieneinheit in einem Raum angeordnet.
Die Komponenten zur Feststellung der Lage des Bedienelementes im Raum und oder zur Feststellung der Lage des Bedienelementes im Operationsfeld bestehen aus einem Positionssensor, welcher ausgebildet ist, die Neigung der Bedieneinheit zur Vertikalen erfasst, sowie aus einem Markierungs- und Entfernungserfassungselement, welches ausgebildet ist, in vertikaler Richtung im Wesentlichen nach unten ausgerichtet, einen Abstand von der Bedieneinheit zu einem Operationstisch oder zu einer Liegefläche zu erfassen, sowie mindestens zweien in einem vorbestimmten Abstand zueinander an, in bevorzugter Weise an einer Raumdecke angebrachten Referenzelementen und einem Bilderfassungselement mit einer Bildverarbeitungseinheit, welche ausgebildet ist, in vertikaler Richtung im Wesentlichen nach oben ausgerichtet die mindestens zwei Referenzelemente zu erfassen und damit sowohl eine horizontale Lage der Bedieneinheit im Raum zu bestimmen, als auch einen Abstand von der Bedieneinheit zur Raumdecke zu bestimmen. Die Position der Bedieneinheit und die Lage der Bedieneinheit im Raum wird in durch eine Verarbeitung von Messdaten des mindestens eines Positionssensors, des Markierungs- und Entfernungserfassungselementes, von Messdaten des Bilderfassungselements und der Bildverarbeitungseinheit in der Steuerungseinheit ermittelt. In bevorzugter Weise ist das Bilderfassungselement als Kamera oder Kamerasystem ausgebildet und ist das Markierungs- und Entfernungserfassungselement als eine optische Entfernungsmesseinheit, in weiter bevorzugter Weise als eine Laser-Entfernungsmesseinheit ausgebildet.
Der Positionssensor ist in oder an der Bedieneinheit derart angeordnet und ausgebildet, eine Abweichung der Lage der Bedieneinheit von einer lotrechten Ausrichtung zu erfassen. In bevorzugter Weise ist der Positionssensor als ein 3-Achsen-Beschleunigungs-Sensor, als ein Neigungssensor, beispielsweise als ein gyromagnetischer Sensor zur Erfassung des Magnetfeldes der Erde oder als ein inklinometrischer Sensor zur Erfassung des Gravitationsfelds der Erde ausgebildet. Weitere Ausführungsvarianten für den Positionssensor sind kapazitiv-messende oder einen Wärmestrom oder eine Wärmestromverschiebung messende Neigungssensoren, sogenannte thermische Neigungsmessfühler, sowie auch Kombinationen von mindestens zwei zueinander in einem rechtem zueinander Winkel angeordneten Quecksilberschaltern. Der Positionssensor ist ausgebildet, Messdaten zur Verfügung zu stellen, welche die Orientierung der Bedieneinheit in einem Koordinatensystem darstellen und darüber eine aktuelle Winkelposition zur vertikalen Bezugslinie anzugeben. Als Koordinatensystem kann ein kartesisches Koordinatensystem, ein Polarkoordinatensystem oder ein anderes, für eine Positionsbestimmung und Positionsbeschreibung geeignetes Koordinatensystem Verwendung finden. Das Markierungs- und Entfernungserfassungselement ist ausgebildet, eine Lichtmarkierung zu erzeugen. Das Markierungs- und Entfernungserfassungselement ist weiterhin ausgebildet, einen in vertikaler Richtung unterhalb des Bedienelementes befindlichen Ausleuchtbereich auf der Liegefläche oder auf dem Operationstisch mit der Lichtmarkierung zu markieren und einen Abstand von der Bedieneinheit zum Operationstisch oder der Liegefläche zu erfassen. In bevorzugter Weise ist das. Markierungs- und Entfernungserfassungselement als Abstands- oder Entfernungsmessinstrument mit einem Lichtzeiger im sichtbaren Licht-Spektralbereich, in weiter bevorzugter Weise als ein Laser-Abstands- oder Entfernungsmessinstrument ausgebildet und ist in einer weiter bevorzugten Weise im oder am Handgriff der Bedieneinheit angeordnet. Zur Erfassung einer horizontalen Position der Bedieneinheit im Raum wird aus den Messdaten des Bilderfassungselements und der Bildverarbeitungseinheit in der Steuerungseinheit ein vertikaler Abstand zur Raumdecke ermittelt und an die zentrale Steuerungsstation übergeben.
Zur Erfassung einer vertikalen Position der Bedieneinheit oberhalb des Operationstisches wird aus den Messdaten des Markierungs- und Entfernungserfassungselementes in der Steuerungseinheit ein vertikaler Abstand zum markierten vorgesehenen Ausleuchtbereich auf dem OP-Tisch oder der Liegefläche ermittelt. Zur Erfassung der Winkelposition wird aus den Messdaten des Positionssensors ein Winkel φ zur vertikalen Bezugslinie Y₀ bestimmt. Für den Fall, dass die Bedieneinheit parallel und lotrecht zur vertikalen Bezugslinie ausgerichtet, ist keine Berücksichtigung der Winkelposition erforderlich. Aus der Winkelposition der Bedieneinheit und der vertikalen Position der Bedieneinheit in Bezug zu Raumdecke und zum OP-Tisch, sowie aus der horizontalen Position der Bedieneinheit ist sowohl die Lage der Bedieneinheit im Raum, als auch die Position des Ausleuchtbereiches auf der Liegefläche oder auf dem Operationstisch bekannt. Über die Datenverbindungen von der Bedieneinheit mittels der zentralen Steuerungsstation zur Beleuchtungsteuerungseinheit werden die steuerbaren Lichtquellen in den Beleuchtungsmodulen so angesteuert, dass der ausgewählte und bestimmte Ausleuchtbereich beleuchtet wird. Der Positionssensor und das Koordinatensystem des Positionssensors stehen mit der Ausrichtung der des Positionssensors in/an der Bedieneinheit, der Ausrichtung des Bilderfassungselements in/an der Bedieneinheit und der Ausrichtung des Markierungs- und Entfernungserfassungselementes in/an der Bedieneinheit in einer bekannten Relation, die vorzugsweise in der Bildverarbeitungseinheit und/oder der Steuerungseinheit hinterlegt ist, sodass horizontale und vertikale Relativbewegungen und Winkelneigungen der Bedieneinheit gegenüber der Raumdecke und dem Operationstisch, sowie auch eine Verdrehung der Bedieneinheit um die Mittelachse der Bedieneinheit insgesamt in einem Koordinatensystem abgebildet werden, welches sowohl die Lage der Bedieneinheit im Raum, als auch die Position des Ausleuchtbereiches auf der Liegefläche oder auf dem Operationstisch abbildet. Je nach den messtechnischen Besonderheiten des Typs des verwendeten Positionssensors werden in der Steuerungseinheit die Bilddaten des Bilderfassungselements zur Ergänzung der Messdaten des Positionssensors zur Bestimmung der lotrechten Lage der Bedieneinheit im Raum herangezogen.
So ist beispielsweise in den Daten eines 3-Achsen-Beschleunigungssensors eine Verdrehung der Bedieneinheit um die Mittelachse der Bedieneinheit mit enthalten. Bei Verwendung eines inklinometrischen Sensors in einer Ausführung mit beispielsweise nur einer Achse zum Gravitationsfeld der Erde ist die Verdrehung der Bedieneinheit um die Mittelachse der Bedieneinheit aus den Daten des inklinometrischen Sensors nicht allein feststellbar, so dass durch Ergänzung mit den Bilddaten des Bilderfassungselements die Verdrehung der Bedieneinheit um die Mittelachse der Bedieneinheit korrigierend in die Winkelbestimmung der lotrechten Lage der Bedieneinheit im Raum einfließen muss.
In einer besonderen Ausführungsform kann die Funktion des Positionssensors durch das Bilderfassungselement und die Bildverarbeitungseinheit ganz oder teilweise übernommen werden. So ist es beispielsweise möglich, falls mindestens drei Referenzelemente an der Raumdecke angebracht sind, die Abstände der Referenzelemente bekannt ist, mindestens drei Referenzelemente im Erfassungsbereich des Bilderfassungselements angeordnet sind, die drei Referenzelemente in einer horizontalen Ebene ohne einen Höhenversatz zueinander angeordnet sind, mit einer hochauflösenden Kamera als Bilderfassungselement an der Bedieneinheit, die Winkelposition der Bedieneinheit im Raum aus den Bilddaten zu berechnen. Damit kann beispielsweise die vom Positionssensor ermittelte Winkelposition der Bedieneinheit im Raum mit der aus den Bilddaten berechneten Winkelposition der Bedieneinheit im Raum verglichen werden und somit eine Plausibilitätsüberprüfung vorgenommen werden. Damit mindestens drei Referenzelemente im Erfassungsbereich des Bilderfassungselementes liegen, ist das Bilderfassungselement bevorzugt als eine Kamera mit einem extremen Weitwinkelobjektiv, beispielsweise mit einem „Fischaugen-Objektiv” ausgebildet. Die Grenzen der Positionsbestimmung mit Hilfe der Bilddaten sind im Wesentlichen durch die Verwendung des Weitwinkelobjektivs und der Kameraauflösung und das Bildrauschen der Kamera gegeben. Damit ergeben sich für die praktische Anwendung zwei prinzipielle Möglichkeiten, so kann in Anwendungen zur Raumausleuchtung, in denen die Winkelgenauigkeit der Bedieneinheit eine geringere Bedeutung hat, auf einen Positionssensor verzichtet werden und die Winkelposition aus den Bilddaten gerechnet werden, in den meisten Anwendungen, in denen die Winkelgenauigkeit der Bedieneinheit für eine sehr exakte Ausleuchtung von Bedeutung ist, ist die Verwendung eines Positionssensors hingegen erforderlich, die mittels der Bilddaten errechnete Winkelposition kann in ergänzender und optionaler Weise zu einer Plausibilitätsüberprüfung der Daten des Positionssensors oder zu einer Kalibrierung des Positionssensors in der Bedieneinheit an die Gegebenheiten im Raum verwendet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird mittels des an der Bedieneinheit angeordneten Bedienelementes eine zentrale Position gespeichert. Diese zentrale Position bezeichnet den Mittelpunkt eines vordefinierten Kreises, dessen Umfang die Abmessungen des gewünschten Ausleuchtbereiches angeben.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform werden mittels des an der Bedieneinheit angeordneten Bedienelementes mindestens zwei Positionen gespeichert. Diese mindestens zwei Positionen bezeichnen die Eckpunkte eines vordefinierten Rechtecks oder einer vordefinierten Ellipse, deren Umfang die Abmessungen des gewünschten Ausleuchtbereiches angeben.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform werden mittels des an der Bedieneinheit angeordneten Bedienelementes mindestens drei Positionen gespeichert. Diese mindestens drei Positionen bezeichnen die Eckpunkte eines vordefinierten Rechtecks, vordefinierten Dreiecks oder vordefinierten Vielecks, dessen Umfang die Abmessungen des gewünschten Ausleuchtbereiches angeben.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Referenzelemente an der Bedieneinheit angeordnet und die Bilderfassungselemente und die Bildverarbeitungseinheit an der Raumdecke angeordnet sind. In einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist eine drahtlose Datenverbindung, beispielsweise eine Funkdatenverbindung zwischen der Bedieneinheit und der zentralen Steuerungsstation in Verbindung mit einer unabhängigen Energieversorgung der Bedieneinheit, beispielsweise mittels Primärbatterien oder mittels wieder aufladbarer Batterien, vorgesehen, so dass sich eine mobile Bedieneinheit ergibt.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist eine Orientierungslichtquelle an der Bedieneinheit angeordnet, sodass es den Bilderfassungselementen in Verbindung mit der Bildverarbeitungseinheit möglich ist, auch in einem abgedunkelten Umfeld die Position der Referenzelemente an der Raumdecke zu erfassen.
In einer alternativ bevorzugten Ausführungsform ist eine Orientierungslichtquelle im Raum oder an der Raumdecke angeordnet, sodass es den Bilderfassungselementen in Verbindung mit der Bildverarbeitungseinheit möglich ist, auch in einem abgedunkelten Umfeld die Position der Referenzelemente an der Bedieneinheit zu erfassen.
Die Orientierungslichtquelle kann als eine kontinuierliche Lichtquelle ausgebildet sein, in einer besonderen Variante kann die Lichtquelle diskontinuierlich betrieben werden oder durch eine Auslösung durch das Bedienelement an- und ausgeschaltet werden. Die Referenzelemente sind in bevorzugter Weise als reflektierende Elemente, beispielsweise als Retroreflektoren, auch Rückstrahler oder sogenannte „Katzenaugen” ausgeführt.
Im erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb einer medizinischen Beleuchtungsvorrichtung wird das Markierungs- und Entfernungserfassungselement mittels des am Bedienelement angeordneten Handgriffs so in der Lage im Raum bewegt, dass über die Lichtmarkierung der vorgesehene Ausleuchtbereich markiert wird. Zeitlich gleichzeitig und kontinuierlich dazu wird durch das Markierungs- und Entfernungserfassungselement fortlaufend der Abstand der Bedieneinheit zur Liegefläche bestimmt, weiterhin fortlaufend wird durch das Bilderfassungselement und die Bildverarbeitungseinheit der Abstand der Bedieneinheit zur Raumdecke und die horizontale Lage im Raum bestimmt und ebenfalls weiterhin fortlaufend wird durch den Positionssensor der Winkel φ der Bedieneinheit zur vertikalen Bezugslinie Y₀ bestimmt. Falls erforderlich, werden bei der Bestimmung des Winkels φ Daten der Bildverarbeitungseinheit zur Korrektur des Winkels φ herangezogen.
Dabei wird ebenfalls kontinuierlich aus der horizontalen Lage der Bedieneinheit im Raum, den vertikalen Abständen der Bedieneinheit zur Liegefläche und zur Raumdecke, sowie dem Winkel φ der Bedieneinheit zur vertikalen Bezugslinie eine horizontal-vertikale Position P_0xyz der Bedieneinheit im Raum, sowie eine Lichtmarkierungsposition _PLxyz auf der Liegefläche bestimmt und weiterhin werden kontinuierlich aus der Lichtmarkierungsposition _PLxyz auf der Liegefläche ein Ausleuchtbereich bestimmt und Koordinaten des Ausleuchtbereiches ermittelt und die Operationsfeldbeleuchtung derart angesteuert, dass der bestimmte Ausleuchtbereich ausgeleuchtet wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ist nachfolgend in Form einer sequentiellen Schrittabfolge beschrieben, wobei die Schritte in der technischen Realisierung in der beschriebenen Schrittabfolge in serieller Folge als separate Schritte nacheinander ausgeführt werden können. Es ist aber im Sinne der vorliegenden Erfindung auch mit umfasst, wenn die Schrittabfolge in einer wahlfreien anderen sequentiellen Reihenfolge oder auch in paralleler und gleichzeitiger Weise, beispielsweise in einem Multi-Tasking-System ausgeführt werden. Weiterhin sind auch weitere Ausführungen, welche Mischformen aus paralleler und serieller Datenverarbeitung und von Zustands- und Wertabfragen und Aktionsauslösungen darstellen, wie beispielsweise Polling-Schleifen, Interrupt und Interrupt-Service-Request-basierte Routinen oder Master-Slave-Bus-Kommunikation in einer Weise im Sinne der vorliegenden Erfindung mit umfasst, wie sie beispielsweise in verschiedenen Messtechnik- oder Industrie-Bus-Systemen Verwendung finden, als Beispiele dazu können der IEEE488-Standard oder der CAN-BUS genannt werden.
Der kontinuierliche Ablauf mit einer Schrittabfolge von sieben Schritten beginnt direkt nach dem Einschalten der medizinischen Beleuchtungsvorrichtung und wird durch ein Ausschalten der medizinischen Beleuchtungsvorrichtung beendet.

– In einem ersten Schritt wird der Positionssensor abgefragt und ein Winkel φ zur vertikalen Bezugslinie ermittelt,
– in einem zweiten Schritt werden das Bilderfassungselement und die Bildverarbeitungseinheit abgefragt und eine horizontale Position der Bedieneinheit und ein vertikaler Abstand der Bedieneinheit zur Raumdecke ermittelt,
– in einem dritten Schritt wird das Markierungs- und Entfernungserfassungselement abgefragt und ein vertikaler Abstand zur Liegefläche ermittelt,
– in einem vierten Schritt wird aus den ermittelten beiden vertikalen Abständen, der ermittelten horizontalen Position und dem ermittelten Winkel φ eine dreidimensionale Lage der Bedieneinheit im Raum als eine horizontal-vertikale Position P_0xyz im Raum ermittelt und es wird eine dreidimensionale Lage der Lichtmarkierung auf der Liegefläche als eine Lichtmarkierungsposition _PLxyz ermittelt,
– in einem fünften Schritt wird ein Status des Bedienelementes von der Steuerungseinheit abgefragt und die Lichtmarkierungsposition _PLxyz in Abhängigkeit vom Status des Bedienelementes aktualisiert,
– in einem sechsten Schritt werden aus der Lichtmarkierungsposition _PLxyz Koordinaten eines Ausleuchtbereiches bestimmt und als ein Koordinatendatensatz zur Verfügung gestellt,
– in einem siebten Schritt wird aus dem Koordinatendatensatz ein Steuerdatensatz ermittelt und die Operationsfeldbeleuchtung mit den steuerbaren Lichtquellen in den Beleuchtungsmodulen wird derart angesteuert, dass eine Ausleuchtung des bestimmten Ausleuchtbereiches auf der Liegefläche gegeben ist.

Diese Schrittabfolge wird nach der Einschaltung der medizinischen Beleuchtungsvorrichtung kontinuierlich und gleichsam zeitgleich in einer fortwährenden Schleife ausgeführt, wobei im fünften Schritt jeweils bei einer Betätigung des Bedienelementes eine Generierung eines neuen Koordinatendatensatz erfolgt, sodass dann jeweils die Ausleuchtung auf der Liegefläche aktualisiert wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 Eine Anordnung einer medizinischen Beleuchtungsvorrichtung in einer zweidimensionalen Darstellung,
2 Eine vereinfachte dreidimensionale und teilweise erweiterte Darstellung der Anordnung einer medizinischen Beleuchtungsvorrichtung nach 1,
3 Eine zweite alternative Anordnung einer medizinischen Beleuchtungsvorrichtung in einer vereinfachten dreidimensionalen Darstellung,
4 Eine Darstellung einer Abfolge von Verfahrensschritten zum Betrieb der medizinischen Beleuchtungsvorrichtung.
In der 1 ist in einer zweidimensionalen Darstellung eine Anordnung 1000 aus einer Operationsfeldbeleuchtung 100, einer Bedienungseinheit 200 und einem Operationstisch 300 gezeigt.
Die Anordnung ist in einer Seitenansicht eines Operationssaales mit einer Raumdecke 1 und einem Raumfußboden 43 abgebildet. Eine erste horizontale Bezugslinie X₀ 49, eine zweite horizontale Bezugslinie Z₀ 50 und eine vertikale Bezugslinie Y₀ 53 stellen einen Bezug einer räumlichen Orientierung der Anordnung aus Operationsfeldbeleuchtung 100, Bedienungseinheit 200 und Operationstisch 300 dar. Es sind die Operationsfeldbeleuchtung 100 mit Beleuchtungsmodulen 3 und mit steuerbaren Lichtquellen 5 in/an der Raumdecke 1 angeordnet.
An der Raumdecke 1 sind mindestens ein erstes und ein zweites Referenzelement 67, 69, sowie in vorteilhafter Weise ein drittes Referenzelement 68 (in dieser 1 nicht dargestellt) angeordnet. Die Anordnung der drei Referenzelemente 67, 68, 69, zueinander an der Raumdecke 1 erfolgt in bevorzugter Weise in Form eines rechtwinkligen Dreiecks 70 (2) in Ausrichtung zu den horizontalen Bezugslinien X₀ 49 und Z₀ 50, wobei an jeder Ecke des Dreiecks 70 (2) ein Referenzelement 67, 68, 69 (2) positioniert ist. Der Operationstisch 300 steht mit einem Gestell 41 und einer Liegefläche 99 auf dem Raumfußboden 43. Eine Ankopplungsstation 13 steht auf dem Raumfußboden 43 oder/und ist an dem Gestell 43 des Operationstisches 100 mittels eines Haltelementes 301 angebracht. Die horizontalen Bezugslinien X₀ 49, Z₀ 50 liegen parallel zur Raumdecke 1 und parallel zum Raumfußboden 43, die vertikale Bezugslinie Y₀ 53 weist jeweils einen rechten Winkel (90°) zu den horizontalen Bezugslinien X₀ 49, Z₀ 50 auf. Die horizontalen Bezugslinien X₀ 49, Z₀ 50 weisen zueinander ebenfalls einen rechten Winkel (90°) auf. Die Beleuchtungsmodule 3 sind über Modulsteuerleitungen 9 mit einer Beleuchtungsteuerungseinheit 7 verbunden. Eine zentrale Steuerungsstation 11 ist zur Steuerung der Operationsfeldbeleuchtung 100 vorgesehen. Die zentrale Steuerungsstation 11 ist über Stationssteuerleitungen 15 mit der Beleuchtungsteuerungseinheit 7 und mit der Ankopplungsstation 13 verbunden. Die Beleuchtungsteuerungseinheit 7 kann in einer alternativen Ausgestaltung als ein Bestandteil der zentralen Steuerungsstation 11 ausgebildet sein oder von der zentralen Steuerungsstation 11 mit umfasst sein. Die Ankopplungsstation 13 ist mit der Bedieneinheit 200 über ein erstes und zweites Koppelelement 17, 19 und ein Daten- und Versorgungskabel 21 verbunden. Das erste und zweite Koppelelement 17, 19 sind bevorzugt als eine Buchse-Stecker Verbindung ausgeführt.
Die Bedienungseinheit 200 besteht aus einem Gehäuse 23, einem Handgriff 31 mit einem Bedienelement 33, einem Bilderfassungselement 27, einer Bildverarbeitungseinheit 29, einem Positionssensor 25, einem Markierungs- und Entfernungserfassungselement 35 und einer Steuerungseinheit 39. Die Steuerungseinheit 39 ist ausgebildet, Daten des Bedienelementes 33, sowie Messdaten und Signale des Positionssensors 25, der Bildverarbeitungseinheit 29 und des Markierungs- und Entfernungserfassungselementes 35 zu erfassen und zu verarbeiten und über das Daten- und Versorgungskabel 21 über die Ankopplungsstation 13 und die Stationssteuerleitungen 15 an die zentrale Steuerungsstation 11 weiterzuleiten.
Der Positionssensor 25 liegt in dieser Darstellung nach dieser 1 zur Vereinfachung der Darstellbarkeit genau im Schnittpunkt der vertikalen Bezugslinie Y₀ 53 mit den horizontalen Bezugslinien X₀ 49, Z₀ 50. Es ist aber auch möglich, dass der Positionssensor 25 in der Bedieneinheit 200 mit bekannten Abständen zu den Bezugslinien Y₀ 53, X₀ 49, Z₀ 50 außerhalb des Schnittpunktes der drei Bezugslinien angeordnet ist. Das Bilderfassungselement 27 und die Bildverarbeitungseinheit sind bevorzugt miteinander gemeinsam in einem integrierten Kameramodul ausgeführt. Die Referenzelemente 67, 69 sind im Erfassungsbereich des Bilderfassungselementes 27 in einem vorbestimmten und bekannten Abstand zueinander an der Raumdecke 1 angeordnet. Zusätzlich ist eine Orientierungslichtquelle 61 in der Nähe des Bilderfassungselementes 27 in/an der Bedieneinheit 200 angeordnet. Die Referenzelemente 67, 69, 70 sind ausgebildet, Licht von der Orientierungslichtquelle 61 in Richtung des Bilderfassungselementes 27 zu reflektieren, sodass dies Licht vom Bilderfassungselement 27 erfasst werden kann. Das von dem Bilderfassungselement 27 erfasste Bild wird in der Bildverarbeitungseinheit 29 so ausgewertet, dass unter Einbeziehung der vorbestimmten und bekannten Positionen der Referenzelemente 67, 68, 69, an der Raumdecke 1 ein erster vertikaler Abstand Y₁ 45 in der Steuerungseinheit 39 zur Verfügung steht. Neben dem ersten vertikalen Abstand Y₁ 45 wird aus dem erfassten Bild und den Positionen der Referenzelemente 67, 68, 69 eine horizontale Position P_0xz 52 der Bedienungseinheit im Raum in Relation zur ersten horizontalen Bezugslinie X₀ 49 und in Relation zur zweiten horizontalen Bezugslinie Z₀ 50 ermittelt. Das Markierungs- und Entfernungserfassungselement 35 ist ausgebildet, mittels eines ausgesendeten Lichtstrahles 36 eine Lichtmarkierung 37 auf der Liegefläche abzubilden und weiterhin ausgebildet, einen zweiten vertikalen Abstand Y₂ 47 zur Liegefläche 99 des Operationstisches 300 zu erfassen und der Steuerungseinheit 39 zur Verfügung zu stellen. Die von dem Markierungs- und Entfernungserfassungselement 35 erzeugte Lichtmarkierung 37 ist vorzugsweise in Form eines kreisrunden oder kreisähnlichen Lichtflecks ausgebildet. Der Lichtstrahl 36 kann als ein diffuser Lichtkegel oder als ein fokussiertes Strahlbündel ausgebildet sein.
In bevorzugter Weise ist die Farbtemperatur des Lichtstrahles 36 von der Farbtemperatur der Raumbeleuchtung verschieden, damit eine gute Erkennbarkeit gegeben ist. In weiter bevorzugter Weise kann der Lichtstrahl rötlich oder grünlich oder bläulich ausgebildet sein und/oder derart ausgebildet sein, dass zwischen verschiedenen vorgegebenen Lichtfarben und/oder Farbabstufungen eine Auswahl möglich ist. Der Positionssensor 25 ist ausgebildet, eine Ausrichtung 59 der Bedieneinheit 200 zur Liegefläche 99 des Operationstisches 300 mittels einer Winkelmessung zu erfassen. Der Positionssensor 25 ist ausgebildet, einen ersten Winkel φ₁ 51 zu erfassen, welcher einer Verkippung der Bedieneinheit 200 in Relation zu der durch die horizontalen Bezugslinien X₀ 49, Z₀ 50 parallel zur Raumdecke 1 und zum Raumfußboden 43 aufgespannten Fläche entspricht und/oder einen zweiten Winkel φ₂ 91 zu erfassen, welcher einer Verkippung der Bedieneinheit 200 in Relation zur vertikalen Bezugslinie Y₀ 53 entspricht. Bedingt dadurch, dass die vertikale und horizontale Bezugslinie in einem rechten Winkel zueinander stehen, ist es messtechnisch ausreichend, einen der Winkel φ₁, φ₂; 51, 91 zu erfassen und den anderen rechnerisch zu ermitteln. Es kann aber beispielsweise aus Gründen der Fehlerkorrektur sinnvoll oder erforderlich sein, beide Winkel φ₁, φ₂ 51, 91 messtechnisch zu erfassen, um einen Plausibilitätsvergleich durchführen zu können. In der Steuerungseinheit 39 werden die Daten des ersten vertikalen Abstands Y₁ 45 und des zweiten vertikalen Abstands Y₂ 47 unter Einbeziehung des ersten und/oder des zweiten Winkels φ₁, φ₂; 51, 91 in einen dritten vertikalen Abstand Y₃ 55 und einen vierten vertikalen Abstand Y₄ 55 umgerechnet. In Kombination mit der horizontalen Position P_0xz 52, den Winkeln φ₁, φ₂; 51, 91, dem ersten und zweiten vertikalen Abstand Y₃ 55, Y₄ 57 ergibt sich die Ausrichtung 59 der Bedieneinheit 200 als eine horizontalvertikale Position P_0xyz 58 der Bedieneinheit 200 und ebenfalls eine Lichtmarkierungsposition _PLxyz 38 auf der Liegefläche 99. Damit stehen die horizontal-vertikale Lage P_0xyz 58 der Bedieneinheit 200 und die horizontal-vertikale Lage der Lichtmarkierung 37 als Lichtmarkierungsposition _PLxyz 38 im Raum, als auch die Lage der Lichtmarkierungsposition _PLxyz 38 in Relation zur horizontal-vertikalen Lage P_0xyz 38 der Bedieneinheit 200 in der zentralen Steuerungsstation 11 zur Verfügung. Die Steuerungsstation 11 ist ausgebildet, aus den Positionen _PLxyz 38 und P_0xyz 58 zu ermitteln, welche Beleuchtungsmodule 3 und welche steuerbaren Lichtquellen 5 ein- oder ausgeschaltet sein müssen, um die mit _PLxyz 38 markierte Fläche mit Licht zu erhellen. In dieser Ausführung nach dieser 1 umfasst die Lichtmarkierung 37 eine kreisrunde räumliche Ausdehnung mit einem Kreisdurchmesser X33 37. Dieser Kreisdurchmesser X33 37 stellt in dieser Ausführung den Mittelpunkt eines Ausleuchtbereiches X44 71 auf der Liegefläche 99 dar. Der Ausleuchtbereich X44 71 kann sich dabei in vorteilhafter Weise ebenfalls als kreisförmig beispielsweise mit einem vorbestimmten Durchmesser-Verhältnis aus Kreisdurchmesser X33 37 und Ausleuchtbereich X44 71 ergeben, die Form der geometrisch real ausgeleuchteten Fläche ist aber im Wesentlichen bestimmt durch die Anordnung der Beleuchtungsmodule 3 in der Raumdecke 1. Die Bestimmung des Ausleuchtbereiches X44 71 durch die Lichtmarkierung X33 37 und die Nachführung der Beleuchtungsmodule 3 und steuerbaren Lichtquellen 5 erfolgt in bevorzugter Weise in Echtzeit, d. h. dass die zentrale Steuerungsstation 11 derart ausgebildet ist, dass sie das Ein- und Ausschalten der Beleuchtungsmodule 3 und der steuerbaren Lichtquellen 5 einer Bewegung der Bedieneinheit 200 in einem Nachführungs-Modus ohne wesentlichen Zeitverzug dynamisch nachführt. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass der Anwender bei Bewegung der Bedieneinheit 200 gleichsam eine virtuelle Operationsleuchte bewegt, mit dem Unterschied, dass die Lichtquelle selbst nicht ein integraler Bestandteil an der Bedienheit 200 ist, sondern als Beleuchtungsmodule 3 und steuerbare Lichtquelle 5 in der Raumdecke 1 angeordnet sind. Das Bedienelement 33 im Handgriff 33 der Bedieneinheit 200 ist ausgebildet, eine Position der P_0xyz 58 der Bedienungseinheit 200 als Positionsinformation festzuhalten und damit an/in der zentralen Steuerungsstation 11 zu bewirken, dass die Nachführung der Beleuchtungsmodule 3 und steuerbaren Lichtquellen 5 ausgesetzt wird und damit in einem Haltemodus eine Beleuchtungssituation mit dem Ausleuchtbereich X44 71 statisch gehalten wird. Ist eine Beleuchtungssituation gehalten, so ist es dem Anwender möglich, die Bedieneinheit 200 an die Ankopplungsstation 13 anzukoppeln. Dadurch ist die Bedieneinheit 200 einerseits außerhalb des Arbeitsbereiches des medizinischen Personals oberhalb des OP-Tisches 300 und führt damit zu keinerlei Beeinträchtigungen, zusätzlich kann die Bedieneinheit 200 mit elektrischer Energie an der Ankopplungsstation 13 versorgt werden, wie es beispielsweise in einer besonderen Variante nach dieser 1 erforderlich ist, wenn das Daten- und Versorgungskabel 21 durch ein Kommunikationsmodul 26 (2) mit einer Antenne 28 (2), ausgebildet eine drahtlose Datenübertragung mit der Ankopplungsstation 13 oder mit der zentralen Steuerungsstation 11, ersetzt ist und der Betrieb der Bedieneinheit durch ein Energieversorgungsmodul 24 (2) mit wieder aufladbaren Batterien erfolgt. Das Bedienelement 33 kann ausgebildet sein, eine Umschaltung zwischen dem Nachführungsmodus und dem Haltemodus vornehmen zu können. Das Bedienelement 33 kann zusätzlich ausgebildet sein, eine Betriebsart mit Lichtfokussierung auf einen räumlich begrenzten Ausleuchtbereich (Spot-Modus) oder eine Betriebsart mit Lichtfokussierung auf einen weiträumigen Ausleuchtbereich (Raumlicht-Modus) zu schalten. Weiterhin kann in einem anderen Betriebsmodus die Größe und Form des Ausleuchtbereiches X44 71 durch das Bedienelement 33 definiert werden, in dem beispielsweise anstatt der Wahl eines Mittelpunktes der Lichtmarkierung X33 37 mit einem in Relation dazu zugeordnetem kreisförmigen Ausleuchtbereich X44 71 vorzugsweise eine Anzahl von mindestens 2 Punkten an den Außenseiten des Ausleuchtbereiches X44 71 nacheinander markiert wird, um eine Flächenform des Ausleuchtbereiches X44 71 festzulegen. Eine solche Flächenform kann beispielsweise rechteckförmig oder elliptisch ausgeprägt sein. Das Bedienelement 33 besteht dabei aus mindestens einem Einzeltaster oder Einzelschalter oder einer Gruppe von Tast und/oder Schaltelementen zur Anwahl der verschiedenen Betriebsmodi und Betriebszustände. In einer besonderen Variante kann das Bedienelement 33 zusätzlich mit einer optischen und/oder akustischen Signalgabe ausgestattet sein, um dem Anwender in der Bedienung zu unterstützen, um die Bedienschritte, den Betriebsmodus, sowie den aktuellen Zustand innerhalb eines Betriebsmodus anzuzeigen oder auch, um eine Fehlermeldung zur Verfügung zu stellen. In weiter besonderer Weise kann der Lichtstrahl 36 zu einer optischen Signalgabe ausgeprägt sein, in dem beispielsweise die Lichtfarbe als Reaktion auf eine Eingabe am Bedienelement 33 dauerhaft oder kurzzeitig variiert wird oder, in dem eine Variation von einem kontinuierlich sichtbaren Lichtstrahl 36 in eine Form eines zeitweilig unterbrochenen Lichtstrahles 36, ähnlich einer Morse-Telegramm-Kennung, bzw. vergleichbar wie bei einer Kennung von Seezeichen, vorgenommen wird.
In der 2 ist eine vereinfachte dreidimensionale und teilweise erweiterte Darstellung der Anordnung nach 1 aus einer Operationsfeldbeleuchtung 100, einer Bedienungseinheit 200 und einem Operationstisch 300 gezeigt. Gleiche Elemente der 2 sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen wie die gleichen Elemente in der 1. Die Anordnung der Elemente in dieser 2 entspricht weitgehend der Anordnung der Elemente in 1. Es ist eine Auswahl von Elementen entsprechend der 1 dargestellt, es sind insbesondere diejenigen Elemente ausgewählt, welche für die räumliche Anordnung von Operationsfeldbeleuchtung 100, Bedienungseinheit 200 und Operationstisch 300 zueinander und die Bestimmung der Lage der Bedieneinheit 200 im Raum wesentlich sind. Abweichend zu 1 sind in dieser 2 an der Bedienungseinheit 200 ein Energieversorgungsmodul 24 und ein Kommunikationsmodul 26 angeordnet. Das Kommunikationsmodul 26 ist ausgebildet, über eine Antenne 28 auf drahtlose Weise Daten mit der zentralen Steuerungsstation 11 (1) auszutauschen. Beispiele für eine drahtlose Kommunikation sind Funkdatenübertragungssysteme und optische Datenübertragungssysteme. Eine erste horizontale Bezugslinie X₀ 49, eine zweite horizontale Bezugslinie Z₀ 50 und eine vertikale Bezugslinie Y₀ 53 stellen einen Bezug zur räumlichen Orientierung der Anordnung aus Operationsfeldbeleuchtung 100, Bedienungseinheit 200 und Operationstisch 300 dar. Die horizontalen Bezugslinien X₀ 49, Z₀ 50 liegen parallel zur Raumdecke 1 und parallel zum Ausleuchtbereich X44 71, die vertikale Bezugslinie Y₀ 53 weist jeweils einen rechten Winkel (90°) zu den horizontalen Bezugslinien X₀ 49, Z₀ 50 auf. Die horizontalen Bezugslinien X₀ 49, Z₀ 50 weisen zueinander ebenfalls einen rechten Winkel (90°) auf. An der Raumdecke 1 sind ein erstes und ein zweites Referenzelement 67, 69, sowie ein drittes Referenzelement 68 angeordnet. Die Anordnung der drei Referenzelemente 67, 68, 69 erfolgt in einem vorbestimmten Abstand und Winkel zueinander. In der Anordnung nach dieser 2 liegen die Verbindungslinien zwischen den beiden Referenzelementen 67,68 und die Verbindungslinien zwischen den beiden Referenzelementen 67,69 in einem rechten Winkel (90°) in Form eines rechtwinkligen Dreiecks 70 zueinander. Es sind aber auch andere Winkelkombinationen, beispielsweise in Form eines gleichseitigen oder eines gleichschenkligen Dreiecks 70, zwischen den Referenzelementen 67, 68, 69 möglich.
Die Bestimmung der Positionen P_0xz 52 (1), P_0xyz 58 (1) und _PLxyz 38 (1) unter Mitwirkung des Positionssensors 25, des Markierungs- und Entfernungserfassungselementes 35, der Steuerungseinheit 39 (1), sowie die Steuerung der Beleuchtungsmodule 3 und der steuerbaren Lichtquellen 5 in der Raumdecke 1 mittels der Beleuchtungsteuerungseinheit 7 (1) und der zentralen Steuerungsstation 11 (1) erfolgt wie in der Beschreibung zu 1 beschrieben.
In der 3 ist in einer vereinfachten dreidimensionalen Darstellung eine alternative Anordnung aus einer Operationsfeldbeleuchtung 100, einer Bedienungseinheit 200 und einem Operationstisch 300 gezeigt. Gleiche Elemente der 3 sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen wie die gleichen Elemente in der 1. Eine erste horizontale Bezugslinie X₀ 49, eine zweite horizontale Bezugslinie Z₀ 50 und eine vertikale Bezugslinie Y₀ 53 stellen einen Bezug zur räumlichen Orientierung der Anordnung aus Operationsfeldbeleuchtung 100, Bedienungseinheit 200 und Operationstisch 300 dar. Die horizontalen Bezugslinien X₀ 49, Z₀ 50 liegen parallel zur Raumdecke 1 und parallel zum Ausleuchtbereich X44 71, die vertikale Bezugslinie Y₀ 53 weist jeweils einen rechten Winkel (90°) zu den horizontalen Bezugslinien X₀ 49, Z₀ 50 auf. Die horizontalen Bezugslinien X₀ 49, Z₀ 50 weisen zueinander ebenfalls einen rechten Winkel (90°) auf. Die Anordnung der Elemente in dieser 3 entspricht weitgehend der Anordnung der Elemente in 1. Es ist eine Auswahl von Elementen entsprechend der 1 dargestellt, es sind insbesondere diejenigen Elemente ausgewählt, welche für die räumliche Anordnung von Operationsfeldbeleuchtung 100, Bedienungseinheit 200 und Operationstisch 300 zueinander und die Bestimmung der Lage der Bedieneinheit 200 im Raum wesentlich sind. Im Gegensatz zu 1 und zu 2 ist die Anordnung von Referenzelementen 67, 68, 69 (2) und dem Bilderfassungselement 27 (2) vertauscht. Es ist eine Anordnung von mindestens einem Bilderfassungselement 270 in/an der Raumdecke 1 vorgesehen, welche mit einer Bildverarbeitungseinheit 290 über Datenleitungen 271 verbunden ist. Die Bildverarbeitungseinheit 290 ist über weitere Datenleitungen 271 mit einer Steuerungseinheit 390 und der zentralen Steuerungsstation 11 verbunden.
Es ist eine Anordnung von mindestens zwei Referenzelementen 288, vorzugsweise drei Referenzelementen 280 an der Bedieneinheit 200 vorgesehen. Weiterhin ist eine Orientierungslichtquelle 610 an der Raumdecke 1 angeordnet. Die Bestimmung der Position der Bedienungseinheit 200 auf Basis der Referenzelemente 280, 288, des Bilderfassungselements 270 und der Bildverarbeitungseinheit 290 erfolgt in ähnlicher Weise wie in der Beschreibung zu 1 beschrieben. Die Anordnung von drei Referenzelementen 280 ermöglicht eine Erkennung einer Verkippung der Bedieneinheit 200 in Bezug zu den drei Bezugslinien X₀ 49, Z₀ 50, Y₀ 53, sowie eine Erkennung der Rotationslage der Bedieneinheit 200 in Bezug zur Ausrichtung und Ausrichtungsachse der Bedieneinheit 200. Anhand der Anordnung der Referenzelemente 280, 288 wird durch das mindestens eine Bilderfassungselement 270 und die Bildverarbeitungseinheit 290 der vertikale Abstand der Bedieneinheit 200 in Richtung der vertikalen Bezugslinie Y₀ 53 von der Raumdecke 1 ermittelt. Weiterhin werden durch das Zusammenwirken von Positionssensor 25 und dem mindestens einen Bilderfassungselement 270 und der Bildverarbeitungseinheit 290 die horizontalen Abstände in Richtung der ersten horizontalen Bezugslinie X₀ 49 und in Richtung der zweiten horizontalen Bezugslinie Z₀ 50 ermittelt. Mittels des Markierungs- und Entfernungserfassungselementes 35 wird der vertikale Abstand der Bedieneinheit 200 in Richtung der vertikalen Bezugslinie Y₀ 53 von der Liegefläche 99 ermittelt. Die Bestimmung der Positionen P_0xz 52 (1), P_0xz 53 (1) und _PLxyz 38 (1) unter Mitwirkung des Positionssensors 25, des Markierungs- und Entfernungserfassungselementes 35, der Steuerungseinheit 390, sowie die Steuerung der Beleuchtungsmodule 3 und der steuerbaren Lichtquellen 5 in der Raumdecke 1 mittels der Beleuchtungsteuerungseinheit 7 (1) und der zentralen Steuerungsstation 11 erfolgt wie in der Beschreibung zu 1 beschrieben.
In der 4 ist eine Darstellung einer Abfolge von Verfahrensschritten zum Betrieb der medizinischen Beleuchtungsvorrichtung gemäß den 1 bis 3 dargestellt.
Der kontinuierliche Ablauf mit einer Schrittabfolge von sieben Schritten beginnt direkt nach dem Einschalten 500 der medizinischen Beleuchtungsvorrichtung 1000 (1) und wird durch ein Ausschalten 508 der medizinischen Beleuchtungsvorrichtung 1000 (1) beendet.
In einem ersten Schritt 501 wird ein erster Datensatz 510 vom Positionssensor 25 (1, 2, 3) in der Bedieneinheit 200 (1, 2, 3) von der Steuerungseinheit 39 (1, 2), abgefragt und ein Winkeldatensatz φ 550 zur vertikalen Bezugslinie ermittelt.
In einem zweiten Schritt 502 wird ein zweiter Datensatz 520 vom Bilderfassungselement 27 (1, 2), 270 (3) und der Bildverarbeitungseinheit 29 (1, 2), 290 (3) von der Steuerungseinheit 39 (1, 2), 390 (3) abgefragt und eine horizontale Position 560 und ein vertikaler Abstand 570 der Bedieneinheit 200 (1, 2, 3) zur Raumdecke 1 (1, 2, 3) ermittelt. In einem dritten Schritt 503 wird ein dritter Datensatz 530 von dem Markierungs- und Entfernungserfassungselement 35 (1, 2, 3) von der Steuerungseinheit 39 (1, 2) abgefragt und ein vertikaler Abstand 580 zur Liegefläche (1, 2, 3) ermittelt.
In einem vierten Schritt 504 wird aus den vertikalen Abständen 570, 580, der horizontalen Position 560 und dem Winkeldatensatz φ 550 eine dreidimensionale Lage 590 der Bedieneinheit 200 (1, 2, 3) als eine horizontal-vertikale Position P_0xyz 58 (1) im Raum ermittelt und eine dreidimensionale Lage 595 der Lichtmarkierung 37 (1, 2, 3) auf der Liegefläche 99 (1, 2, 3) als eine Lichtmarkierungsposition _PLxyz 38 (1) ermittelt.
In einem fünften Schritt 505 wird ein Status des Bedienelementes 33 (1) als ein dritter Datensatz 540 von der Steuerungseinheit 39 (1, 2) abgefragt und einer Entscheidung 545 zugeführt. Enthält der dritte Datensatz 540 eine positive Bestätigung 541 wird die dreidimensionale Lage 595 der Lichtmarkierung 37 (1, 2, 3) auf der Liegefläche 99 (1, 2, 3) aktualisiert.
Enthält der dritte Datensatz 540 eine negative Bestätigung 542, wird die dreidimensionale Lage 595 auf der Lichtmarkierung 37 (1, 2, 3) auf der Liegefläche 99 (1, 2, 3) nicht aktualisiert und die vorherige dreidimensionale Lage 595 auf der Lichtmarkierung 37 (1, 2, 3) auf der Liegefläche 99 (1, 2, 3) bleibt gültig.
In einem sechsten Schritt 506 werden in der zentralen Steuerungsstation 11 (1, 3) aus der dreidimensionale Lage 595 auf der Lichtmarkierung 37 (1, 2, 3) auf der Liegefläche 99 (1, 2, 3) die Koordinaten 600 des Ausleuchtbereiches X44 71 (1, 2, 3) bestimmt und der Beleuchtungssteuerungseinheit 7 (1, 2, 3) als ein Koordinatendatensatz 602 zur Verfügung gestellt.
In einem siebten Schritt 507 setzt die Beleuchtungssteuerungseinheit 7 (1, 2, 3) den Koordinatendatensatz 602 in einen Steuerdatensatz 605 um und schaltet die steuerbaren Lichtquellen 5 (1, 2, 3) in den Beleuchtungsmodulen 3 (1, 2, 3) derart, dass eine Ausleuchtung des gewählten Ausleuchtbereiches X44 71 (1, 2, 3) auf der Liegefläche 99 (1, 2, 3) gegeben ist.
Die Abfolge dieser sieben Schritte 501 bis 507 erfolgt nach der Einschaltung 500 kontinuierlich und gleichsam zeitgleich in einer fortwährenden Schleife, wobei im fünften Schritt jeweils bei einer Betätigung 540 des Bedienelementes 33 (1) eine Entscheidung 545 vorgenommen wird und bei positiver Bestätigung 541 jeweils eine Generierung eines neuen Koordinatendatensatz 602 erfolgt, sodass dann jeweils die Ausleuchtung auf der Liegefläche 99 (1, 2, 3) aktualisiert wird.
Bezugszeichenliste

1: Raumdecke
3: Beleuchtungsmodule
5: steuerbare Lichtquelle
7: Beleuchtungsteuerungseinheit
9: Beleuchtungsmodulsteuerleitungen
11: zentrale Steuerungsstation
13: Ankopplungsstation
15: Stationssteuerleitung
17: erstes Koppelelement
19: zweites Koppelelement
21: Daten- und Versorgungskabel
23: Gehäuse
24: Energieversorgungsmodul
25: Positionssensor
26: Kommunikationsmodul
27: Bilderfassungselement in/an der Bedieneinheit
28: Antenne
29: Bildverarbeitungseinheit
31: Handgriff
33: Bedienelement
35: Markierungs- und Entfernungserfassungselement
36: Lichtstrahl
37: Lichtmarkierung
38: Lichtmarkierungsposition _PLxyz
39: Steuerungseinheit der Bedienungseinheit
41: Gestell
43: Raumfußboden
45: erster vertikaler Abstand Y₁
47: zweiter vertikaler Abstand Y₂
49: erste horizontale Bezugslinie X₀
50: zweite horizontale Bezugslinie Z₀
51: erster Winkel φ₁
52: horizontale Position P_0xz
53: vertikale Bezugslinie Y₀
55: dritter vertikaler Abstand Y₃
57: vierter vertikaler Abstand Y₄
58: horizontal-vertikale Position P_0xyz
59: Ausrichtung und Ausrichtungsachse der Bedieneinheit
61: Orientierungslichtquelle an der Bedieneinheit
67: erstes Referenzelement in/an der Raumdecke
68: drittes Referenzelement in/an der Raumdecke
69: zweites Referenzelement in/an der Raumdecke
70: rechtwinkliges Dreieck
71: Ausleuchtbereich X₄₄
73: Markierungsbereich X₃₃
91: zweiter Winkel φ₂
99: Liegefläche
100: Operationsfeldbeleuchtung
200: Bedienungseinheit
270: Bilderfassungselemente in/an der Raumdecke
271: Datenleitungen
280: erste Anordnung von Referenzelementen an der Bedieneinheit
288: zweite Anordnung von Referenzelementen an der Bedieneinheit
290: Bildverarbeitungseinheit in/an der Raumdecke
300: Operationstisch
390: Steuerungseinheit in der Operationsfeldbeleuchtung
301: Haltelement
500–508: Verfahrens-Schrittabfolge
510: erster Datensatz
520: zweiter Datensatz
530: dritter Datensatz
540: vierter Datensatz
541: positive Bestätigung
542: negative Bestätigung
545: Entscheidung
550: Winkeldatensatz φ
560: horizontale Position
570: vertikaler Abstand zur Raumdecke
580: vertikaler Abstand zur Liegefläche
590: dreidimensionale Lage der Bedieneinheit im Raum
595: dreidimensionale Lage der Lichtmarkierung auf der Liegefläche
600: Koordinaten des Ausleuchtbereiches
602: Koordinatendatensatz
605: Steuerdatensatz
610: Orientierungslichtquelle an der Raumdecke
1000: Medizinische Beleuchtungsvorrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

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DE 102004055838 A1 [0012]
US 7441923 [0012]
US 5383105 [0012]
US 43162379 [0012]
EP 1084364 [0012]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

IEEE488-Standard [0035]

Claims

Medizinische Beleuchtungsvorrichtung (1000) umfassend eine Operationsfeldbeleuchtung (100) mit mindestens einem Beleuchtungsmodul (3), eine zentrale Steuerungsstation (11), eine Beleuchtungsteuerungseinheit (7), eine Steuerungseinheit (39, 390), mindestens ein Bilderfassungselement (27, 270) und eine Bildverarbeitungseinheit (29, 290), mindestens zwei Referenzelemente (67, 68, 69, 280, 288), weiter umfassend eine Bedienungseinheit (200) mit einem Positionssensor (25), mit mindestens einem an einem Handgriff (31) angeordneten Bedienelement (33) und mit einem Markierungs- und Entfernungserfassungselement (35), weiter umfassend Mittel (13, 15, 17, 19, 21, 26, 28) zur Datenübertragung zwischen der zentralen Steuerungsstation (11), der Beleuchtungsteuerungseinheit (7) und der Steuerungseinheit (39, 390), – wobei das mindestens eine Beleuchtungsmodul (3) als eine Anordnung mit mindestens einer steuerbaren Lichtquelle (5) ausgebildet ist, – wobei die Steuerungseinheit (39, 390) ausgebildet ist, Daten des Positionssensors (25) und Daten des Bedienelementes (33) zu erfassen, – wobei das Markierungs- und Entfernungserfassungselement (35) ausgebildet ist, einen Lichtstrahl (36) zur Abbildung einer Lichtmarkierung (37) auf einer Liegefläche (99) zu erzeugen und einen vertikalen Abstand zu der Liegefläche (99) zu erfassen und den vertikalen Abstand an die Steuerungseinheit (39, 390) weiterzugeben, – wobei die Kombination aus Bilderfassungselement (27, 270), Referenzelementen (67, 68, 69, 280, 288), Bildverarbeitungseinheit (29, 290) und Steuerungseinheit (39, 390) ausgebildet ist, einen vertikalen Abstand zu einer Raumdecke (1) in Richtung einer vertikalen Bezugslinie Y₀ (53) zu erfassen, – wobei die Kombination aus Bilderfassungselement (27, 270), Referenzelementen (67, 68, 69, 280, 288), Bildverarbeitungseinheit (29, 290) und Steuerungseinheit (39, 390) ausgebildet ist, eine horizontale Position der Bedieneinheit (200) im Raum in Richtung einer ersten horizontalen Bezuglinie X₀ (49) und in Richtung einer zweiten horizontalen Bezuglinie Z₀ (50) zu erfassen, – wobei die Steuerungseinheit (39, 390) ausgebildet ist, aus den Messdaten des Positionssensors (25) mindestens einen Winkel φ (51, 91) der Bedieneinheit (200) in Richtung einer vertikalen Bezugslinie Y₀ (53) zu ermitteln – wobei die zentrale Steuerungsstation (11) ausgebildet ist, aus dem vertikalen Abstand zur Liegefläche (99), dem vertikalen Abstand zur Raumdecke (1), der horizontalen Position im Raum, dem mindestens einen Winkel φ (51, 91) eine horizontal-vertikale Position _PLxyz (58) der Bedieneinheit (200) und eine Lichtmarkierungsposition _PLxyz (38) auf der Liegefläche (99) zu bestimmen, – wobei die Steuerungseinheit (39, 390) ausgebildet ist, aus der Lichtmarkierungsposition _PLxyz (38) auf der Liegefläche (99) und den Daten des Bedienelement (33) einen Ausleuchtbereich X₄₄ (71) auf der Liegefläche (99) zu bestimmen und an die zentrale Steuerungsstation (11) zu übertragen und – wobei die Kombination aus der zentralen Steuerungsstation (11) und der Beleuchtungsteuerungseinheit (7) derart ausgebildet ist, die Operationsfeldbeleuchtung (100) so anzusteuern, dass der bestimmte Ausleuchtbereich X₄₄ (71) auf der Liegefläche (99) ausgeleuchtet wird.
Medizinische Beleuchtungsvorrichtung (1000) nach Anspruch 1, wobei die mindestens zwei Referenzelemente (67, 68, 68) an der Raumdecke (1) angeordnet sind und wobei das mindestens eine Bilderfassungselement (27, 270) und die Bildverarbeitungseinheit (29, 290) in/an der Bedieneinheit (200) angeordnet sind.
Medizinische Beleuchtungsvorrichtung (1000) nach Anspruch 1, wobei die mindestens zwei Referenzelemente (280, 288) an der Bedieneinheit (200) angeordnet sind und wobei das mindestens eine Bilderfassungselement (270) und die Bildverarbeitungseinheit (290) an der Raumdecke (1) angeordnet sind.
Medizinische Beleuchtungsvorrichtung (1000) nach Anspruch 1, wobei das Markierungs- und Entfernungserfassungselement 35 als eine punktförmige Lichtquelle oder als eine punktförmige Laser-Lichtquelle ausgebildet ist.
Medizinische Beleuchtungsvorrichtung (1000) nach Anspruch 1, wobei der Positionssensor (25) als ein Drei-Achsen-Beschleunigungssensor, als ein Gyrometer oder als ein Inklinometer oder als ein Kreiselsensor ausgebildet ist ausgebildet ist.
Medizinische Beleuchtungsvorrichtung (1000) nach Anspruch 1, wobei das Markierungs- und Entfernungserfassungselement (35) in/an der Bedieneinheit (200) ausgebildet ist, eine optische Signalausgabe bereitzustellen.
Medizinische Beleuchtungsvorrichtung (1000) nach Anspruch 1, wobei das Bedienelement (33) in/an der Bedieneinheit (200) ausgebildet ist, eine optische und/oder eine akustische Signalausgabe bereitzustellen.
Medizinische Beleuchtungsvorrichtung (1000) nach Anspruch 1, wobei eine Orientierungslichtquelle (61) an der Bedienungseinheit (200) zu einer Beleuchtung der Referenzelemente (67, 68, 68) an der Raumdecke (1) angeordnet ist.
Medizinische Beleuchtungsvorrichtung (1000) nach Anspruch 2, wobei eine Orientierungslichtquelle (610) an der Raumdecke (1) oder im Raum zu einer Beleuchtung der Referenzelemente (280, 288) an der Bedieneinheit (200) angeordnet ist.
Verfahren zum Betrieb einer medizinischen Beleuchtungsvorrichtung (1000), mit einer Bedieneinheit (200), einem Bilderfassungselement (27, 270), mit einer Bildverarbeitungseinheit (29, 290), mit einem Positionssensor (25), mit mindestens einem Bedienelement (33), mit einem Markierungs- und Entfernungserfassungselement (35), mit einer Operationsfeldbeleuchtung (100) mit mindestens einem Beleuchtungsmodul (3) und mit mindestens einer steuerbaren Lichtquelle (5), wobei nach einem Einschalten (500) der medizinischen Beleuchtungsvorrichtung (1000) in einer kontinuierlich wiederholten Abfolge von sieben Schritten bis zu einem Abschalten (508) der medizinischen Beleuchtungsvorrichtung (1000) – in einem ersten Schritt (501) der Positionssensor (25) abgefragt wird und ein Winkeldatensatz φ (550) zu einer vertikalen Bezugslinie Y₀ (53) ermittelt wird, – in einem zweiten Schritt (502) das Bilderfassungselement (27, 270) und die Bildverarbeitungseinheit (29, 290) abgefragt werden und eine horizontale Position (560) der Bedieneinheit (200) und ein vertikaler Abstand (570) der Bedieneinheit (200) zu einer Raumdecke (1) ermittelt wird, – in einem dritten Schritt (503) das Markierungs- und Entfernungserfassungselement (35) abgefragt wird und ein vertikaler Abstand (580) zu einer Liegefläche (99) ermittelt wird, – in einem vierten Schritt (504) aus den ermittelten beiden vertikalen Abständen (570, 580), der ermittelten horizontalen Position (560) und dem ermittelten Winkeldatensatz φ (550) eine dreidimensionale Lage der Bedieneinheit (590) im Raum als eine horizontal-vertikale Position P_0xyz (58) Raum ermittelt wird und eine dreidimensionale Lage (595) der Lichtmarkierung (37) auf der Liegefläche (99) als eine Lichtmarkierungsposition _PLxyz (38) ermittelt wird, – in einem fünften Schritt (505) ein Status (540) des Bedienelementes (33) abgefragt wird und die Lichtmarkierungsposition _PLxyz (38) in Abhängigkeit vom Status (540) des Bedienelementes (33) aktualisiert wird, – in einem sechsten Schritt (506) aus der Lichtmarkierungsposition _PLxyz (38) Koordinaten (600) eines Ausleuchtbereiches (71) bestimmt werden und als ein Koordinatendatensatz (602) zur Verfügung gestellt werden, – in einem siebten Schritt (507) aus dem Koordinatendatensatz (602) ein Steuerdatensatz (605) ermittelt wird und die Operationsfeldbeleuchtung (100) mit den steuerbaren Lichtquellen – (5) in den Beleuchtungsmodulen (3) derart angesteuert wird, dass eine Ausleuchtung des bestimmten Ausleuchtbereiches (71) auf der Liegefläche (99) gegeben ist.