HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung ist allgemein auf medizinische
Tische und insbesondere auf die Steuerschaltungsanordnung
für solche Tische gerichtet.
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Tische, wie Operationstische, können in einer Vielzahl von
Stellungen ausgerichtet werden. Beispielsweise kann ein
Operationstisch in einer Trendelenberg (Kopf nach unten,
Füße nach oben), einer umgekehrten Trendelenberg (Kopf nach
oben, Füße nach unten), einer gebogenen (Kopf nach unten,
Mittelabschnitt nach oben, Füßen nach unten) und einer
zurückgebogenen (Kopf nach oben, Mittelabschnitt nach unten,
Füße nach oben) Stellung ausgerichtet werden. Zusätzlich zu
diesen Stellungen ist es wünschenswert, die Beine des
Patienten anheben und absenken zu können, den Rücken des
Patienten anheben und absenken zu können, den Tisch nach links
oder rechts neigen zu können und den gesamten Tisch anheben
und absenken zu können. Ferner sind einige Tische mit
Fußbodenverriegelungen ausgerüstet, die verriegelt werden müssen,
bevor verschiedene Funktionen durchgeführt werden können. Um
einen Tisch zu schaffen, der alle diese Stellungen
einnehmen, und alle diese Funktionen ausführen kann, während der
Tisch bei annehmbaren Größe- und Gewichstbegrenzungen
gehalten wird, haben sich Hersteller der Verwendung von
Mikroprozessoren zugewandt. Ein geeignet programmierter
Mikroprozessor kann alle diese Funktionen handhaben, die von dem
Tisch durchgeführt werden sollen, während raumbeanspruchende
Relais und Schalter ausgeschlossen werden.
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Ein Beispiel eines ausrichtbaren stuhls ist in US-A-3 578
379 gegeben.
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Eine Schwierigkeit, der man bei der Anpassung medizinischer
Tische an eine Mikroprozessorsteuerung begegnet, sind
elektromagnetische Störungen. In dem Umfeld eines
Operationssaals sind dutzende von Teilen elektrischer Ausrüstung, von
der Beleuchtung bis zu Monitoren auf einer kleinen Fläche
zusammengequetscht. Es wurde herausgefunden, daß
elektromagnetische Störungen, die von gewissen solcher Ausrüstungen
erzeugt werden, bewirken, daß Mikroprozessoren, die bei
Operationstischen verwendet werden, fehlerhaft arbeiten, was
eine unannehmbare Situation ist. Deshalb besteht die
Notwendigkeit nach einer Steuerschaltungsanordnung, die dem
Chirurgen die Möglichkeit gibt, die normalen Mikroprozessor-
Steuerungen bei einem Operationstisch im Falle eines
fehlerhaften Arbeitens des Mikroprozessors zu überlagern.
ZUSAMMENFASSUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung ist auf einen
Prioritätsschaltkreis für einen medizinischen Tisch und auf ein verfahren
zum Steuern eines medizinischen Tisches gemäß den Ansprüchen
1 und 5 gerichtet. Der Tisch enthält Steuerschaltkreise zum
Erzeugen von Steuersignalen in Antwort auf eine
Benutzereingabe. Eine Mehrzahl von Schaltern ist zum Erzeugen von
Steuersignalen in Antwort auf die Benutzereingabe
vorgesehen. Einrichtungen zum Bewegen des medizinischen Tisches in
Antwort auf die Steuersignale sind vorgesehen. Ein
Prioritätsschaltkreis trennt elektrisch die Steuerschaltkreise von
den Einrichtungen zum Bewegen des Tisches in Antwort auf die
Erzeugung von Steuersignalen durch die Mehrzahl von
Schaltern.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist
eine Stromversorgungseinheit zum Zuführen von Strom zu den
Steuerschaltkreisen vorgesehen. Der Prioritätsschaltkreis
trennt elektrisch die Steuerschaltkreise von der
Stromversorgungseinheit in Antwort auf das Erzeugen von
Steuersignalen durch die Mehrzahl von Schaltern.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung verhindert der Prioritätsschaltkreis, wenn immer einer
der Mehrzahl von Schaltern bedient wird, ein Steuersignal zu
erzeugen, daß die verbleibenden Schalter betrieben werden,
Steuersignale zu erzeugen.
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Die vorliegende Erfindung ist auch auf ein Verfahren zum
Steuern eines medizinischen Tisches in dem Fall gerichtet,
daß die Steuerschaltkreise des Tisches falsch arbeiten. Das
Verfahren enthält die Schritte der manuellen Erzeugung von
Steuersignalen durch die Betätigung einer Mehrzahl von
Schalter zum Steuern des Betriebes des medizinischen
Tisches, und des elektrischen Trennens der Steuerschaltkreise
in Antwort auf die manuelle Erzeugung von Steuersignalen.
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Die vorliegende Erfindung schafft somit eine Vorrichtung und
ein Verfahren, damit ein medizinischer Tisch trotz des
Versagens seiner normalen Steuerschaltungsanordnung gesteuert
werden kann. Der Prioritätsschaltkreis der vorliegenden
Erfindung trennt zusätzlich die Steuerschaltkreise von einer
Stromversorgungseinheit sowie die Einrichtung zum Bewegen
des Tisches im Falle eines Versagens der
Steuerschaltkreises. Diese und andere Vorteile und Vorzüge der vorliegenden
Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung einer
bevorzugten Ausführungsform offensichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Damit die vorliegende Erfindung klar verstanden und ohne
weiteres verwirklicht werden kann, werden nun bevorzugte
Ausführungsformen nur in beispielhafter Weise unter
Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben, in denen:
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Fig. 1 ein Blockdiagramm ist, das die Hauptbauteile eines
medizinischen Tisches unter Einschluß des
Prioritätsschaltkreises der vorliegenden Erfindung
darstellt; und
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Fig. 2A u. 2B ein elektrisches Schaltkreisschema eines
Prioritätsschaltkreises ist, der gemäß der Lehre der
vorliegenden Erfindung konstruiert ist.
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
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Der Prioritätsschaltkreis der vorliegenden Erfindung wird im
Umfeld eines Operationstisches 10 beschrieben, der durch den
gestrichelten Kasten in Fig. 1 dargestellt ist. Es sollte
sich verstehen, daß die Grundgedanken der vorliegenden
Erfindung in gleicher Weise bei anderen Arten medizinischer
Tische anwendbar sind.
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In Fig. 1 wird der Operationstisch 10 durch einen
Mikroprozessor 12 gesteuert. Der Mikroprozessor 12 erhält Signale
über ein Kabel 13 von einer Handsteuereinheit 14. Die
Handsteuereinheit 14 weist eine Mehrzahl von Schaltern auf, die
von dem Benutzer betätigt werden, damit der Operationstisch
10 eine erwünschte Stellung oder einen erwünschten Zustand
annimmt. Beispielsweise kann die Handsteuerungseinheit 14
Schalter 16 bis 29 enthalten, die bewirken, daß der Tisch 10
jeweils die folgenden Zustände und Stellungen annimmt:
verriegeln, entriegeln, Trendelenberg, umgekehrter
Trendelenberg, Tisch anheben, Tisch absenken, Neigung links, Neigung
rechts, Rücken anheben, Rücken absenken, Bein anheben, Bein
absenken, biegen und entgegengesetzt biegen.
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Der Mikroprozessor 12 gibt über eine geeignete
Schnittsteleneinrichtung (nicht gezeigt) Signale aus, die auf den
Ausgangsleitungen 35 bis 51, wie es in Fig. 2A und 2B zu
sehen ist, in Antwort auf die Betätigung der Schalter an der
Steuereinheit 14 zur Verfügung stehen. Bei normalen
Betriebsbedingungen laufen die Signale auf den Leitungen 35
bis 51 durch einen Prioritätsschaltkreis 54 und erregen das
Solenoid von einem oder mehreren Magnetventilen, wie es
durch den Kasten 56 in Fig. 1 dargestellt ist. In bekannter
Weise sind die Magnetventile angeordnet, um ein
hydraulisches Fluid durch die Leitungen 58 und 59 für einen
hydraulischen Zylinder 60 bereitzustellen. Der Fluidfluß in den
hydraulischen Zylinder 60 und aus diesem heraus bewirkt, daß
ein Kolben 62 des hydraulischen Zylinders 60 in einer
bekannten Weise bewegt wird. Der Kolben ist mit einem
Abschnitt des Tisches 10 (nicht gezeigt) verbunden, um dessen
Bewegung zu bewirken. Ein zweiter, hydraulischer Zylinder 64
mit einem Kolben 66 ist auch in Fig. 1 gezeigt. Jedoch
sollte der Leser erkennen, daß zahlreiche, hydraulische Zylinder
erforderlich sein können, damit der Operationstisch 10 alle
erwünschten Funktionen durchführen kann. Die gegenseitige
Verbindung der Magnetventile, um hydraulische Zylinder zu
steuern, damit ein Tisch verschiedene Stellungen und
Zustände annimmt, ist bekannt, wie es geof fenbart ist in der US-
Patentanmeldung Anmeldenummer 124,238, eingereicht am 23.
November 1987, die an denselben Zessionar wie die
gegenwärtige Erfindung übertragen ist.
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Die Beschreibung der Fig. 1 wird vervollständigt; eine
Stromversorgungseinheit 68 ist vorgesehen, die
beispielsweise die Netzspannung erhalten und von ihr geeignete
Spannungen zur Betätigung der Schaltkreisanordnung des
Operationstisches 10 erzeugen kann. Eine von der
Stromversorgungseinheit 68 gelieferte Spannung wird über ein Relais 70
dem Mikroprozessor 12 eingegeben. Eine von der
Stromversorgungseinheit 68 erzeugte Spannung wird dem
Prioritätsschaltkreis 54 eingegeben. Der Prioritätsschaltkreis steuert über
eine Leitung 74 die Arbeitsweise des Relais 70.
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Wie vorhergehend erwähnt wurde, laufen während des normalen
Betriebes die auf den Leitungen 35 bis 51 zur Verfügung
stehenden Signale durch den Prioritätsschaltkreis 54, um die
Magnetventile 56 zu betreiben, damit der Tisch 10 den
Zustand oder die Stellung annimmt, die von dem Benutzer
ausgewählt worden ist. Jedoch kann im Falle einer fehlerhaften
Arbeitsweise eines Mikroprozessors 12 oder eines Versagens
der Handsteuereinheit 14 der Tisch 10 durch Betätigung der
Schalter SW1 bis SW6 betrieben werden, die in dem
Prioritätsschaltkreis 54 angeordnet sind. Zusätzlich zum Steuern des
Betriebes des Tisches, wenn immer irgendeiner der Schalter
SW1 bis SW6 betätigt wird, liefert der Prioritätsschaltkreis
54 die folgenden Funktionen:
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1. Die Leitungen 34 bis 51 werden geöffnet, wodurch der
Mikroprozessor 12 von den Magnetventilen 56 getrennt
wird;
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2. Ein Signal wird auf der Leitung 74 ausgegeben, um das
Relais 70 zu betätigen, so daß der Mikroprozessor 12
von der Stromversorgungseinheit 68 abgekoppelt wird;
und
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3. Welche der Schalter des Prioritätsschaltkreises auch
verwendet wird, die restlichen Schalter werden
ausgeschlossen, so daß der Benutzer den Tisch nicht in einer
ungeeigneten Weise betreiben kann.
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Diese Funktionen werden näher in Verbindung mit den Figuren
2A und 2B erörtert.
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In den Figuren 2A und 2B ist der Prioritätsschaltkreis 54
links von einer gestrichelten Linie 76 dargestellt. Rechts
der gestrichelten Linie 76 ist jede der Leitungen 35 bis 51
gezeigt, daß sie in den Prioritätsschaltkreis 54 eintreten
und aus ihm herauskommen. Beim Erregen des
Prioritätsschaltkreises 54 ist die Leitung mit der Funktion
bezeichnet, die er steuert. somit steuern die Leitungen 35 bis 51
jeweils die folgenden Funktionen: Tisch anheben, Tisch
absenken, Trendelenberg umgekehrt, Rücken nach oben
(Trendelenberg
umgekehrt), Rücken nach oben (umgekehrtes Biegen),
biegen (Rücken nach unten), Trendelenberg (Rücken nach
unten), Trendelenberg, Trendelenberg/umgekehrtes Biegen, Beine
nach oben, Beine nach unten, Neigung links, Neigung rechts,
Fußbodenverriegelung, Fußbodenentriegelung, umgekehrtes
Biegen und BAR n.
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Der Prioritätsschaltkreis 54 schließt drei Relais CR1, CR2
und CR3 ein, die in Fig. 2B gezeigt sind. Jedem dieser
Relais ist einer Mehrzahl von Kontakten zugeordnet. Jede der
Leitungen 35 bis 51 ist mit einem Kontaktpaar verbunden, das
durch eines der Relais CR1, CR2 oder CR3 gesteuert wird.
Beispielsweise ist die Leitung 35 über ein mit CR3-2
bezeichnetes Kontaktpaar verbunden. Ähnlich sind die Leitungen
36 bis 51 jeweils über die folgenden Kontakte verbunden:
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CR3-4, CR1-4, CR1-2, CR1-6, CR1-1, CR2-2, CR1-3, CR1-5, CR3-
5, CR3-3, CR2-6, CR2-4, CR3-1, CR2-3, CR2-5 und CR-6.
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Die Schalter SW1 bis SW6 sind so dargestellt, daß sie durch
die Mitte der Fig. 2A und 2B laufen. Jeder der Schalter kann
ein Momentkippschalter sein, der geschlossen gehalten werden
muß, bis die erwünschte Tischstellung erreicht ist. Der mit
dem Schalter SW2 verbundene Schaltkreis ist in einem
gestrichelten Kasten 78 gezeigt. Der Leser sollte verstehen, daß
die Schalter SW4, SW1, SW5 und SW3 alle mit dem gleichen
chaltkreistyp, wie der im Kasten 78 gezeigte, verbunden
sind.
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Wenn der Schalter SW2 betätigt wird, um die Kontakte 80 und
82 in elektrische Verbindung zu bringen, wird eine auf einer
Leitung 90 zur Verfügung stehende, positive Spannung an
einer Verbindung zwischen einem Widerstand R2 und einer
Diode D2 zur Verfügung gestellt. Strom wird dann durch die
Diode D2, über eine Leitung 92 und einen Widerstand 94
(siehe in Fig. 2B) zu dem Basisanschluß eines Transistors 96
geführt. Der Transistor 96 arbeitet als ein Schalter, um
einen Pumpenmotor-Treibertransistor (nicht gezeigt)
einzuschalten,
der hydraulischen Druck zur Betätigung der
hydraulischen Zylinder bereitstellt. Dies wird über eine
Pumpenleitung 98 durchgeführt. Ferner wirkt der Transistor 96
als ein Schalter, der ermöglicht, daß die Leitung 74 einen
Strom führt. Bei stromführender Leitung 74 ändern die
Kontakte des Relais 70 den Zustand, wodurch der Mikroprozessor
12 von der Stromversorgungseinheit 68 getrennt wird. Wenn
somit irgendeiner der Schalter SW1 bis SW6 betätigt wird,
wird der Transistor 96 leitend, wobei der Pumpenmotor
eingeschaltet und der Mikroprozessor 12 von der
Stromversorgungseinheit 68 getrennt wird.
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Wenn die Leitung 92 Strom führt, werden zusätzlich dazu, daß
der Transistor 96 leitend wird, alle Relais CR1, CR2 und CR3
erregt, wodurch bewirkt wird, daß alle ihre Kontakte den
Zustand ändern. Wenn dies auftritt, wird jede der Leitungen
35 bis 51 von dem Mikroprozessor 12 getrennt. Beispielsweise
ist die mit ANHEBEN bezeichnete Leitung nicht länger über
die Leitung 35 mit dem Mikroprozessor 12 verbunden, sondern
ist vielmehr mit einem Kontakt 86 des Schalters SW2
verbunden. Der Kontakt 86 des Schalters SW2 steht in elektrischer
Verbindung mit einem Kontakt 85, wenn der Schalter SW2
betätigt wird, um die ANHEBE-FUNKTION bereitzustellen. Bei mit
Strom versorgter Verbindung zwischen dem Widerstand R2 und
der Diode D2 wird ein Transitor Q2 eingeschaltet. Wenn der
Transistor Q2 eingeschaltet ist, wird der Kontakt 85
aufgrund einer Leitung 100 nach unten gezogen, die über den
Transitor Q2 mit einer negativen Spannungsquelle verbunden
ist. Wenn der Kontakt 85 niedrig ist, sieht die
ANHEBE-LEITUNG eine Stromsenke, so daß die ANHEBE-FUNKTION ermöglicht
wird.
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Ferner wird bei niederem Kontakt 85 ein Basisanschluß eines
Transistors Q4 durch eine Diode D4-1 nach unten gezogen, ein
Basisanschluß eines Transistors Q1 wird durch eine Diode D1-
1 nach unten gezogen, ein Basisanschluß eines Transistors Q5
wird durch eine Diode D5-1 nach unten gezogen und ein
Basisanschluß
eines Transistors Q3 wird durch eine Diode D3-1
nach unten gezogen. Auf diese Weise werden jeweils die
Schalter SW4, SW1, SW5 und SW3 funktionsunfähig gemacht, so
daß keine andere Funktion durchgeführt werden kann, solange
der Schalter SW2 betätigt wird.
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Wenn der Schalter SW2 betätigt wird, um die
ABSENKEN-FUNKTION für den Tisch bereitzustellen, wird ein Kontakt 83 des
Schalters SW2 in elektrische Verbindung mit dem Kontakt 80
gebracht, wodurch die Transistoren 96 und Q2 eingeschaltet
und die Relais CR1, CR2 und CR3 erregt werden. Bei leitendem
Transitor 96 wird der Pumpenmotor eingeschaltet und ein
Signal auf der Leitung 74 betätigt das Relais 70. Ein
Kontakt 87 des Schalters SW2 wird in elektrische Verbindung mit
dem Kontakt 85 gebracht, der aufgrund des Transistors Q2,
der leitend gemacht worden ist, nach unten gezogen worden
war. Somit sieht die mit ABSENKEN bezeichnete Leitung eine
Stromsenke, so daß die ABSENKEN-FUNKTION des Tisches
ermöglicht wird. Wiederum wird der Rest der Schalter SW4, SW1,
SW5 und SW3 funktionsunfähig gemacht, während die ABSENKEN-
Funktion des Tisches durchgeführt wird.
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Die Schalter SW4, SW1, SW5 und SW3 arbeiten in einer
ähnlichen Weise, um ihre jeweiligen Funktionen bereitzustellen.
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Die Arbeitsweise des Schalters SW6 ist etwas
unterschiedlich. Weil der Schalter SW6 die Fußbodenverriegelung
betreibt, ist es nicht notwendig, die anderen Schalter
auszuschließen, wenn der Schalter SW6 betätigt wird. Jedoch ist
es aber erforderlich, wenn der Schalter SW6 betätigt wird,
den Transistor 96 leitend zu machen und die Relais CR1, CR2
und CR3 zu erregen, wie es in Fig. 2B gezeigt ist. Der
Schalter SW6 muß nicht körperlich bei den anderen Schaltern
angeordnet sein.
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Wie es aus der vorstehenden Beschreibung des
Prioritätsschaltkreises offensichtlich ist, der in den Fig. 2A und 2B
gezeigt ist, stellt der Prioritätsschaltkreis verschiedene
Funktionen zusätzlich dazu bereit, daß der Tisch gesteuert
werden kann, wenn der Mikroprozessor 12 oder die
Handsteuereinheit 14 versagt. Zusätzlich dazu, daß der Tisch durch die
Schalter SW1 bis SW6 gesteuert werden kann, trennt der
Prioritätsschaltkreis 54 den Mikroprozessor 12 von den
Magnetventilen 56 und von der Stromversorgungseinheit 68. Wenn
ferner einer der Schalter SW1 bis SW5 betätigt wird,
verhindert der Prioritätsschaltkreis 54, daß irgendwelche der
anderen Schalter gleichzeitig betätigt werden. Dies
verhindert, daß der Benutzer versucht, den Tisch in einer
ungeeigneten Weise zu positionieren.