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Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Steuergeräte für medizinische Systeme. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf Fußschalter für medizinische Gerätesysteme.
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Hintergrund
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Fußschalter werden in der modernen Medizin häufig zur Steuerung von medizinischen Geräten wie Absaug- oder Spülpumpen, Bildgebungsvorrichtungen und elektrochirurgischen Generatoren verwendet. Sie umfassen ein Gehäuse und eine Anzahl von Pedalen, die beweglich an dem Gehäuse angebracht sind, so dass die Pedale selektiv mit dem Fuß eines Benutzers betätigt werden können. Die Betätigung der Pedale bewirkt die Aktivierung oder Deaktivierung von Schaltern, die mit den Pedalen verbunden sind, und die Ausgangssignale der Schalter werden an das zu steuernde medizinische Gerät weitergeleitet.
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Fußschalter sind sehr beliebt, da sie eine freihändige Steuerung von medizinischen Geräten ermöglichen. Um die Möglichkeiten von Fußschaltern in vollem Umfang zu nutzen, werden solche Geräte in der Regel direkt neben oder unter dem zu behandelnden Patienten platziert. Fußschaltergeräte werden daher im sterilen Bereich platziert, so dass sie vor jedem Gebrauch sorgfältig gereinigt und sterilisiert werden müssen.
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Um das Eindringen von Schmutz und Flüssigkeiten während des Gebrauchs von Fußschaltern zu vermeiden, umfassen solche Geräte in der Regel vollständig abgedichtete Gehäuse. Bekannte Fußschaltervorrichtungen benötigen jedoch Öffnungen für die Verdrahtung der Schalter, die außerhalb des Gehäuses angebracht sind, damit sie durch die Pedale aktiviert oder deaktiviert werden können. Weitere Öffnungen im Gehäuse können für die Verlegung von Verbindungskabeln erforderlich sein, mit denen die Fußschaltervorrichtung an das zu steuernde medizinische Gerät angeschlossen wird.
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Die Öffnungen im Gehäuse können zwar wirksam abgedichtet werden, doch können diese Dichtungen durch Chemikalien, die zur Reinigung und Sterilisation verwendet werden, beschädigt werden. Daher müssen sie nach einer bestimmten Anzahl von Anwendungen ausgetauscht werden, was unerwünscht ist. Auch die Isolierhüllen der elektrischen Leitungen können durch Chemikalien beschädigt werden und müssen daher von Zeit zu Zeit ersetzt werden.
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Zusammenfassung der Offenbarung
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Die vorliegende Offenbarung stellt eine Fußschaltervorrichtung bereit, die Folgendes umfasst: ein Gehäuse; ein Pedal, wobei das Pedal beweglich an dem Gehäuse angebracht ist; und einen Schaltkreis; wobei der Schaltkreis dazu eingerichtet ist, eine Bewegung des Pedals relativ zu dem Gehäuse zu erkennen und ein Schaltsignal auszugeben, wenn eine solche Bewegung erkannt wird; wobei der Schaltkreis eine in dem Gehäuse angeordnete Spule und ein an dem Pedal angebrachtes Joch umfasst, so dass die Bewegung des Pedals das Joch in die Spule hinein oder aus ihr heraus bewegt. Durch die Verwendung des Jochs und der Spule erfordert der Schaltkreis keine Verdrahtung, die durch eine Gehäusewand geführt werden muss.
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Der Schaltkreis kann dazu eingerichtet sein, die Induktivität der Spule zu bestimmen und das Schaltsignal auf der Grundlage der Induktivität auszugeben. Der Schaltkreis kann ferner dazu eingerichtet sein, ein elektrisches Wechsel-Eingangssignal an die Spule anzulegen, ein elektrisches Wechsel-Eingangssignal von der Spule zu empfangen und die Induktivität der Spule auf der Grundlage des elektrischen Wechselsignals zu bestimmen. Das elektrische Wechselsignal kann ein Rechtecksignal sein.
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In einigen Ausführungsformen kann das Gehäuse der Fußschaltervorrichtung eine Durchgangsöffnung aufweisen, die sich von einer Oberseite des Gehäuses zu einer Unterseite des Gehäuses erstreckt. Das Gehäuse kann gegen die Durchgangsöffnung geschlossen sein. Beispielsweise kann sich eine Wand des Gehäuses von der Oberseite des Gehäuses entlang der Durchgangsöffnung zur Unterseite des Gehäuses erstrecken.
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In einigen Ausführungsformen kann die Spule so im Gehäuse angeordnet sein, dass sie die Durchgangsöffnung umgibt. Das Joch kann ferner so eingerichtet sein, dass es sich in die Durchgangsöffnung hinein oder aus ihr heraus bewegt, wenn das Pedal bewegt wird.
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In einigen Ausführungsformen kann das Gehäuse der Fußschaltervorrichtung einen oberen Gehäuseteil und einen unteren Gehäuseteil umfassen, wobei sich der untere Gehäuseteil nicht seitlich über den oberen Gehäuseteil hinaus erstreckt.
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In einigen Ausführungsformen kann die Fußschaltervorrichtung eine drahtlose Fußschaltervorrichtung sein.
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Die vorliegende Offenbarung stellt ferner ein Medizinisches Gerätesystem zur Verfügung, das umfasst: ein medizinisches Gerät; und die Fußschaltervorrichtung wie oben beschrieben; wobei das medizinische Gerät dazu eingerichtet ist, durch die Fußschaltervorrichtung gesteuert zu werden. Bei dem medizinischen Gerät kann es sich um einen elektrochirurgischen Generator handeln.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung wird anhand einiger beispielhafter Ausführungsformen und Zeichnungen näher beschrieben. Solche Ausführungsformen und Zeichnungen sind nur zum besseren Verständnis des Konzepts der Offenbarung zur Verfügung gestellt, ohne den Schutzumfang, der durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, zu begrenzen.
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Die Zeichnungen zeigen:
- 1: Ein Medizinisches Gerätesystem gemäß der vorliegenden Offenbarung;
- 2: eine Schnittdarstellung einer Fußschaltervorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung;
- 3: eine Draufsicht auf die Fußschaltervorrichtung von 2.
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Detaillierte Beschreibung
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zeigt ein Medizinisches Gerätesystem 100. Das Medizinische Gerätesystem 100 umfasst ein medizinisches Gerät 101, bei dem es sich um einen elektrochirurgischen Generator handeln kann. Das medizinische Gerät 101 ist mit einem chirurgischen Instrument 102 verbunden, bei dem es sich um ein elektrochirurgisches Instrument handeln kann.
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Das Medizinische Gerätesystem 100 umfasst ferner eine Fußschaltervorrichtung 110, mit der ein Arzt die Funktion des medizinischen Geräts 101 steuern kann. Im gezeigten Beispiel umfasst die Fußschaltervorrichtung 110 zwei Pedale 112, 114, die zur Steuerung des elektrochirurgischen Generators 101 verwendet werden können, um verschiedene elektrochirurgische Therapiesignale an das elektrochirurgische Instrument 102 auszugeben. Wenn beispielsweise ein Arzt das linke Pedal 112 betätigt, kann der elektrochirurgische Generator 101 so gesteuert werden, dass er ein Koagulationssignal an das elektrochirurgische Instrument 102 ausgibt, und wenn ein Arzt das rechte Pedal 114 betätigt, kann der elektrochirurgische Generator 101 so gesteuert werden, dass er ein Schneidesignal an das elektrochirurgische Instrument 102 ausgibt.
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Die Fußschaltervorrichtung 110 kann mit dem elektrochirurgischen Gerät 101 über eine drahtlose Verbindung kommunizieren, die durch die gestrichelte Linie 115 angezeigt wird.
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Natürlich kann die Fußschaltervorrichtung 110 auch über eine kabelgebundene Verbindung mit dem medizinischen Gerät 101 verbunden werden.
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In der Regel wird der Fußschalter 110 in der Nähe des zu behandelnden Patienten platziert, so dass der Arzt die Pedale 112, 114 leicht bedienen kann, während er einen chirurgischen Eingriff mit dem medizinischen Gerät 101 und dem chirurgischen Instrument 102 durchführt. Folglich befindet sich die Fußschaltervorrichtung 110 in einem sterilen Bereich und muss nach jedem Gebrauch sorgfältig gereinigt und sterilisiert werden.
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Bekannte Fußschalter umfassen in der Regel ein abgedichtetes Gehäuse, in dem die erforderlichen elektrischen und elektronischen Komponenten untergebracht sind, während ein oder mehrere Pedale des Geräts außerhalb des Gehäuses angebracht sind, so dass sie mit dem Fuß des Arztes betätigt werden können. Elektrische Schalter wie Mikroschalter sind am Gehäuse in der Nähe der Pedale angebracht, um die Bewegung der Pedale in elektrische Signale umzuwandeln. Die Signalleitungen der Schalter müssen durch das Gehäuse geführt werden, damit die elektrischen Signale von den Komponenten im Inneren des Gehäuses verarbeitet werden können.
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Die für die Sterilisation von Fußschaltern verwendeten Chemikalien können jedoch die Schalter und Signalleitungen beschädigen, so dass die Lebensdauer des Fußschalters begrenzt ist.
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2 zeigt eine Schnittdarstellung einer verbesserten Fußschaltervorrichtung 200 gemäß der vorliegenden Offenbarung. Die Fußschaltervorrichtung 200 umfasst ein Gehäuse 201 und zwei Pedale 212, 214, von denen in 2 nur ein Pedal 212 sichtbar ist. Das Gehäuse 201 besteht aus einem oberen Gehäuseteil 220 und einem unteren Gehäuseteil 221. Die Pedale 212, 214 (in 2 ist nur das Pedal 212 sichtbar) sind auf dem oberen Gehäuseteil 220 montiert, ähnlich wie bei bekannten Fußschaltervorrichtungen. Ein Federelement 219 unter dem Pedal 212 spannt das Pedal 212 in eine obere Position vor, so dass das Pedal 212 durch den Fuß eines Anwenders gegen die Kraft des Federelements 219 nach unten gedrückt werden kann.
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Die Fußschaltervorrichtung 200 umfasst keine Schalter und keine Verkabelung außerhalb des Gehäuses 201. Stattdessen wird die Bewegung des Pedals 212 durch induktive Kopplung erkannt. Dazu ist im Gehäuse 201 eine Spule 230 vorgesehen, die mit einem am Pedal 212 befestigten Joch 235 zusammenwirkt. Wenn das Pedal 212 nach oben oder unten bewegt wird, bewegt sich das Joch 235 aus der Spule 230 heraus oder in sie hinein, wodurch sich die Induktivität der Spule ändert. Das Joch 235 kann zum Beispiel Ferrit enthalten.
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Die Spule 230 ist mit einer Schaltung 240 zur Messung der Induktivität der Spule 230 verbunden. Die Spule 230 und der Schaltung 240 bilden einen Schaltkreis 245. Die Schaltung 240 ist dazu eingerichtet, ein wechselndes elektrisches Eingangssignal an die Spule 230 anzulegen und ein wechselndes elektrisches Ausgangssignal für den Datensatz 230 zu empfangen. Die Schaltung 240 kann zum Beispiel einen Multivibrator zur Erzeugung eines Rechteckstromsignals und einen Spannungssensor zur Messung des Spannungsabfalls über der Spule 230 umfassen. Die Schaltung 240 kann ferner eine Schaltung zur Analyse von Änderungen des Spannungsabfalls umfassen, um eine Bewegung des Jochs 235 aus der oder in die Spule 230 zu erkennen.
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In einigen Ausführungsformen kann der Schaltkreis 245 dazu eingerichtet sein, ein binäres Schaltsignal auszugeben, das anzeigt, ob das Joch 235 über einen vorbestimmten Schaltpunkt hinaus bewegt worden ist. In solchen Ausführungsformen kann die Fußschaltervorrichtung 200 verwendet werden, um Ein/Aus-Befehle an ein medizinisches Gerät zu senden. In anderen Ausführungsformen kann der Schaltkreis 245 dazu eingerichtet sein, ein kontinuierliches Schaltsignal auszugeben, das anzeigt, wie weit der Bügel 235 in die Spule 230 hineinbewegt worden ist. In solchen Ausführungsformen kann die Fußschaltervorrichtung zur proportionalen Steuerung von Parametern eines medizinischen Geräts verwendet werden.
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Die Fußschaltervorrichtung 200 umfasst ferner eine Kommunikationseinheit 247 zur Kommunikation mit einem medizinischen Gerät, das durch die Fußschaltervorrichtung 200 gesteuert werden soll. Im gezeigten Beispiel ist die Kommunikationseinheit 247 eine drahtlose Kommunikationseinheit. Die drahtlose Kommunikationseinheit 247 kann dazu eingerichtet sein, mit dem medizinischen Gerät 101 über standardisierte drahtlose Kommunikationsprotokolle wie IEEE 802.11 (Wi-Fi), Bluetooth oder ähnliches zu kommunizieren. In einigen Ausführungsformen kann die Kommunikationseinheit 247 eine verdrahtete Kommunikationseinheit sein (in den Zeichnungen nicht dargestellt). Die verdrahtete Kommunikationseinheit kann so eingerichtet sein, dass sie mit dem medizinischen Gerät 101 unter Verwendung standardisierter verdrahteter Kommunikationsprotokolle wie RS-232, Ethernet oder dergleichen kommuniziert.
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Wie in 2 zu sehen ist, umfasst das Gehäuse 201 der Fußschaltervorrichtung 200 eine Durchgangsöffnung 250 zur Aufnahme des Jochs 235. Die Wand des oberen Gehäuseteils 220 des Gehäuses 201 erstreckt sich entlang der Durchgangsöffnung 250 von einer Oberseite des Gehäuses 201 zu einer Unterseite des Gehäuses 201, so dass das Gehäuse 201 gegen die Durchgangsöffnung 250 geschlossen ist. Die Spule 230 ist so im Gehäuse 201 angeordnet, dass sie die Durchgangsöffnung 250 umgibt, so dass sich das Joch 235 in die Spule 230 hinein und aus ihr heraus bewegt, wenn das Joch 235 entlang der Durchgangsöffnung 250 bewegt wird.
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Der untere Gehäuseteil 221 des Gehäuses 201 schließt das Gehäuse 201 an seiner Unterseite ab. Der obere Gehäuseteil 220 und der untere Gehäuseteil 221 des Gehäuses 201 bilden einen abgedichteten Raum, in dem sich die Spule 230, der Schaltkreis 245 und die Kommunikationseinheit 247 befinden. Der untere Gehäuseabschnitt 221 ist so geformt, dass er sich nicht seitlich über den oberen Gehäuseabschnitt 220 hinaus erstreckt.
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Das Gehäuse 201 des Fußschalters 200 ist so geformt, dass es keine Hohlräume, Sacklöcher oder andere Formen enthält, in denen sich Flüssigkeiten ansammeln und schwer zu entfernen sein könnten. Jede Flüssigkeit, die während des Gebrauchs auf den Fußschalter 200 trifft, wird auf den oberen Gehäuseteil 220 treffen und vom Gehäuse 201 abfließen, ohne dass die Gefahr besteht, dass die Flüssigkeit an oder in der Nähe der Schnittstelle zwischen dem oberen Gehäuseteil 220 und dem unteren Gehäuseteil 221 liegen bleibt. Ferner kann jede Flüssigkeit, die die Durchgangsöffnung 250 erreicht, auch zum unteren Ende des Gehäuses 201 und dann aus dem Gehäuse 201 fließen, ohne an oder in der Nähe der Grenzfläche zwischen dem oberen Gehäuseteil 220 und dem unteren Gehäuseteil 221 zu ruhen. Die Durchgangsöffnung 250 ist vorzugsweise so bemessen, dass sie leicht mit einer Bürste oder einem anderen Reinigungsgerät untersucht werden kann, nachdem das Pedal 212 und das Joch 235 zur Reinigung entfernt wurden.
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Die Fußschaltervorrichtung 200 gemäß der vorliegenden Offenbarung ist daher besonders leicht zu reinigen und zu sterilisieren, da alle zur Reinigung und Sterilisation der Fußschaltervorrichtung 200 verwendeten Flüssigkeiten auch leicht von dem Gehäuse 201 abfließen können. Gleichzeitig befinden sich außerhalb des Gehäuses 201 keine elektrischen oder elektronischen Schalter oder Leiterbahnen, die durch aggressive Chemikalien, die zur Reinigung und Sterilisation der Fußschaltervorrichtung 200 verwendet werden, beschädigt werden könnten.
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Das Material des Gehäuses 201 wird vorzugsweise so ausgewählt, dass es der Fußschaltervorrichtung 200 eine ausreichende strukturelle Stabilität verleiht, eine ausreichende Beständigkeit gegen die zur Reinigung und Sterilisierung der Fußschaltervorrichtung verwendeten Chemikalien bietet und eine elektromagnetische Wechselwirkung zwischen der Spule 230 und dem Joch 235 ermöglicht. Geeignete Materialien können unter anderem Thermoplaste, Aluminium, Aluminiumlegierungen oder nichtmagnetischer Stahl sein. Das Gehäuse 201, insbesondere der obere Gehäuseteil 220, kann durch Pressen, Tiefziehen, Aluminiumdruckguss, Polymerspritzguss oder Ähnliches hergestellt werden.
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3 zeigt eine Draufsicht auf die Fußschaltervorrichtung 200, in der die beiden Pedale 212 und 214 sichtbar sind. Die Position der Durchgangsöffnung 250 und des Jochs 235 sind durch gestrichelte Linien angezeigt. Eine weitere Durchgangsöffnung 250' und ein weiteres Joch 235', die mit dem zweiten Pedal 214 verbunden sind, sind ebenfalls durch gestrichelte Linien angezeigt.
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Es versteht sich, dass die Fußschaltervorrichtung 200 auch einen zweiten Schaltkreis (nicht dargestellt) umfassen kann, der mit dem zweiten Pedal 214 verbunden ist. Der zweite Schaltkreis kann eine zweite Spule und einen zweiten Schaltkreis umfassen, der mit dem Schaltkreis 245 identisch sein kann.
