EP3071167A1 - Stativvorrichtung mit kollisionsüberwachung und verfahren zur kollisionsüberwachung - Google Patents

Stativvorrichtung mit kollisionsüberwachung und verfahren zur kollisionsüberwachung

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Publication number
EP3071167A1
EP3071167A1 EP14789175.8A EP14789175A EP3071167A1 EP 3071167 A1 EP3071167 A1 EP 3071167A1 EP 14789175 A EP14789175 A EP 14789175A EP 3071167 A1 EP3071167 A1 EP 3071167A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sensor
stand
tripod
support arm
collision
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP14789175.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Perplies
Volker Füg
Kai Volkenand
Fritz Ickler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ondal Medical Systems GmbH
Original Assignee
Ondal Medical Systems GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ondal Medical Systems GmbH filed Critical Ondal Medical Systems GmbH
Priority to EP14789175.8A priority Critical patent/EP3071167A1/de
Publication of EP3071167A1 publication Critical patent/EP3071167A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B50/00—Containers, covers, furniture or holders specially adapted for surgical or diagnostic appliances or instruments, e.g. sterile covers
    • A61B50/20—Holders specially adapted for surgical or diagnostic appliances or instruments
    • A61B50/24—Stands
    • A61B50/28—Stands suspended from the ceiling
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G12/00—Accommodation for nursing, e.g. in hospitals, not covered by groups A61G1/00 - A61G11/00, e.g. trolleys for transport of medicaments or food; Prescription lists
    • A61G12/002—Supply appliances, e.g. columns for gas, fluid, electricity supply
    • A61G12/004—Supply appliances, e.g. columns for gas, fluid, electricity supply mounted on the ceiling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16M—FRAMES, CASINGS OR BEDS OF ENGINES, MACHINES OR APPARATUS, NOT SPECIFIC TO ENGINES, MACHINES OR APPARATUS PROVIDED FOR ELSEWHERE; STANDS; SUPPORTS
    • F16M11/00—Stands or trestles as supports for apparatus or articles placed thereon Stands for scientific apparatus such as gravitational force meters
    • F16M11/02—Heads
    • F16M11/18—Heads with mechanism for moving the apparatus relatively to the stand
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16M—FRAMES, CASINGS OR BEDS OF ENGINES, MACHINES OR APPARATUS, NOT SPECIFIC TO ENGINES, MACHINES OR APPARATUS PROVIDED FOR ELSEWHERE; STANDS; SUPPORTS
    • F16M11/00—Stands or trestles as supports for apparatus or articles placed thereon Stands for scientific apparatus such as gravitational force meters
    • F16M11/20—Undercarriages with or without wheels
    • F16M11/2007—Undercarriages with or without wheels comprising means allowing pivoting adjustment
    • F16M11/2014—Undercarriages with or without wheels comprising means allowing pivoting adjustment around a vertical axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16M11/20—Undercarriages with or without wheels
    • F16M11/24—Undercarriages with or without wheels changeable in height or length of legs, also for transport only, e.g. by means of tubes screwed into each other
    • F16M11/26—Undercarriages with or without wheels changeable in height or length of legs, also for transport only, e.g. by means of tubes screwed into each other by telescoping, with or without folding
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16M—FRAMES, CASINGS OR BEDS OF ENGINES, MACHINES OR APPARATUS, NOT SPECIFIC TO ENGINES, MACHINES OR APPARATUS PROVIDED FOR ELSEWHERE; STANDS; SUPPORTS
    • F16M13/00—Other supports for positioning apparatus or articles; Means for steadying hand-held apparatus or articles
    • F16M13/02—Other supports for positioning apparatus or articles; Means for steadying hand-held apparatus or articles for supporting on, or attaching to, an object, e.g. tree, gate, window-frame, cycle
    • F16M13/027—Ceiling supports
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G2203/00—General characteristics of devices
    • A61G2203/30—General characteristics of devices characterised by sensor means
    • A61G2203/40—General characteristics of devices characterised by sensor means for distance
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G2203/00—General characteristics of devices
    • A61G2203/70—General characteristics of devices with special adaptations, e.g. for safety or comfort
    • A61G2203/72—General characteristics of devices with special adaptations, e.g. for safety or comfort for collision prevention

Definitions

  • the present invention relates to a tripod device for arrangement in an operating hall and for the local relocation of a medical device in the operating room, which includes the medical device and a support system with at least eem NEM movably mounted thereto support arm. Furthermore, the invention relates to a method for monitoring a stand device arranged in an operating room with regard to a collision. In particular, the invention relates to a device having individual features of claim 1 and in particular to a method having individual features of the independent method claim.
  • Supply units in operating theaters or in intensive care units, in particular ceiling supply units frequently have an upright or height-adjustable stand with one or more support arms, which can be pivoted and / or translated in translation about an axis oriented in particular vertically. to position a medical device arranged on the stand in a desired position.
  • the supply units may have stops which limit a movement in certain directions. In many cases, however, such stops can not entirely rule out a collision, since they are usually arranged at predetermined positions which do not take into account the relative arrangement of the supply units relative to one another or to further components or obstacles.
  • This stand device for placement in an operating room and for local relocation of a medical device in the operating room, comprising the medical device and a support system comprising a mounting device, in particular for ceiling mounting, and at least one movable, in particular pivotally mounted in a hinge, supporting arm, wherein the medical device is fastened to the support arm and is displaceable in an operating radius corresponding to the degree of freedom of movement of the support system, and wherein the stand device is set up to detect at least one obstacle in the operating range of the stand device and to indicate and / or prevent a possible collision with the obstacle , As a result, the risk of a collision can be detected and the operator can be made aware of this danger.
  • the tripod device can be provided with a variable range of motion.
  • the degree of freedom of movement is not limited by any stops that would define predetermined end positions and would block movement beyond, for example, a rotation angle. Rather, the greatest possible degree of freedom of movement can be ensured.
  • the tripod device may e.g. be mounted on a ceiling or on a side wall.
  • a medical device is preferred to understand a supply console, by means of which means for a care of a patient and / or instruments for a surgeon and / or light, clean air or other media required in the operating room can be provided.
  • the medical device preferably has any control panel and / or any display device for graphically representing eg patient data.
  • a mounting device is preferably a flange or any other interface to understand, with which the support system can be mounted on an at least approximately horizontally aligned ceiling or even an at least approximately vertically aligned wall.
  • the present invention also relates to tripod devices which can alternatively or additionally be mounted on vertical walls.
  • a medical device mounted on a vertical wall can also be part of the stand device according to the invention.
  • a support arm is preferably a boom or support to understand, which extends in a particular direction and can ensure the desired radius of action for the different nominal positions of the medical device, in particular by a rotary movement about a hinge.
  • the support arm can also be a telescopic device with an (additional) degree of freedom of movement in translational direction along the longitudinal axis of the support arm.
  • the degree of freedom of movement of the support system or the medical device can comprise several degrees of freedom, e.g. translatory and / or rotational degrees of freedom in several planes or around several axes.
  • the stand device has at least one sensor device for detecting the relative position of the at least one support arm and / or the medical device and a control device connected to the at least one sensor device for evaluating the detected relative position.
  • the action radius or the corresponding position data can be stored in a data memory of the control device.
  • the sensor device is preferably an environment sensor with one or more detectors, which is set up to detect the surroundings, in particular the presence of objects or persons in the operating radius.
  • the sensor device or at least one of the sensor devices is set up to also detect a movement of the tripod device.
  • the corresponding sensor device can also be equipped with a motion detector for detecting a movement of the stand device. be connected or have tion, and the motion detector is preferably connected to a (rotary) joint of the tripod device or disposed therein.
  • the sensor device is set up to detect a distance and / or an angle to an obstacle and to output a corresponding signal to the control device.
  • the sensor device is set up to detect the angle of radiation incident on the sensor device.
  • the sensor device can be used for determining the relative position via triangulation.
  • the sensor device is set up to emit and detect radiation at a modulated frequency. As a result, interference with triangulation can be avoided.
  • the control device is preferably set up to display or display a possible collision as a function of the distance, in particular with increasing intensity (for example brightness, volume) as the distance decreases.
  • increasing intensity for example brightness, volume
  • the indication of a possible collision with a first intensity may for the first time e.g. at a distance of 30 cm, and at a second intensity (in particular greater volume) from a distance of e.g. only 1 5 cm, and with a third intensity (in particular even greater volume) from a distance of e.g. only 5 cm.
  • Obstacles here are preferably to be understood as meaning any objects or persons in the immediate surroundings, in particular those which are arranged within the operating radius of the stand device.
  • the relative position is preferably an arrangement of a movable support arm of the stand device relative to the environment, in particular relative to possible obstacles within the action radius to understand.
  • the relative position can be described, for example, by distance data for a potential obstacle, eg by a signal from the sensor device that there is an obstacle at a distance of 1 meter with which the stationary device could collide, in particular as a function of a current movement or direction of movement of the stand device ,
  • the control device is preferably any control device which is connected to the display device and is set up to identify a potential collision state, in particular based on a distance to potential obstacles and a movement or movement direction and / or movement speed, and by means of the Display device.
  • the control device preferably comprises an evaluation unit with a processor, in particular a microprocessor, for evaluating the signals received from the sensor or the sensors.
  • the evaluation unit can be arranged on a control board.
  • the evaluation unit can, for example, make a nominal / actual comparison of a detected distance to an obstacle with a minimum distance to be maintained.
  • the evaluation unit can also evaluate, for example, a movement speed of a single support arm or the medical device with respect to a currently available distance to an obstacle and output a signal, which indicates that the movement of the stand device should either be slowed or deflected in another direction should.
  • the control device is preferably configured to determine and evaluate the actual position of a support arm or the medical device relative to the operating radius of the stand device, as far as the corresponding support arm or the medical device can be moved in a particular direction until a limit of Action radius is achieved. Based on these distance data, a single signal of a corresponding sensor device can then be evaluated, and it can be determined with which supposed obstacles a collision is not possible at all. This can avoid that the tripod device indicates superfluous warnings.
  • the control device is connected to a display device for indicating a relative movement leading to a collision with the obstacles (in particular as a function of the detected relative position).
  • a warning light or a display or a loudspeaker or a device for generating a haptic signal, in particular a vibratable device is to be understood as a display device.
  • the display device preferably comprises at least one output element or at least one signaling unit.
  • the display device can also have several of these exemplified devices. Preferred are the Output elements disposed at least partially in hinges of the tripod device, so that an operator can be displayed on which hinge another movement would lead to a collision.
  • the display does not necessarily require a visual signal.
  • a relative movement leading to a collision is to be understood preferably a movement of at least one support arm, in which a collision with an obstacle of the environment can not be avoided, provided that the movement is continued in the same way.
  • a connection or a "connected" with the controller can be done by a wired or wireless line.
  • the stand device has at least one in particular arranged in at least one rotary joint braking device which is connected to the control device, and which by means of the control device (in particular depending on the detected relative position) can be controlled such that a movement of the support system at a Collision leading relative movement is at least partially blocked.
  • a braking device is to be understood preferably a single brake or a plurality of brakes, which, for example. mechanical, electrical, hydraulic or magnetic type and are each connected to the control device.
  • the control device is preferably set up to actuate the brake device in such a way that a brake of the brake device exerts a predetermined braking force.
  • the controller is then configured to set a predetermined braking force, and the brake is configured to apply a predetermined braking force.
  • the control device is set up to set a braking force as a function of a detected distance to the obstacle, in particular gradually increasing with decreasing distance.
  • braking at a first intensity may for the first time e.g. at a distance of 30 cm, and with a second intensity (in particular stronger braking force) from a distance of e.g. only 1 5 cm, and with a third intensity (in particular even greater braking force) from a distance of e.g. only 5 cm.
  • the braking force can also be adjusted so that the tripod device is stopped up from a certain, predefined distance and brought to a standstill.
  • the stand device has at least one drive device, in particular coupled to the at least one rotary joint, which is connected to the control device and which can be controlled by the control device (in particular as a function of the detected relative position) in such a way that movement of the support system occurs a leading to a collision relative movement can be influenced.
  • the control device in particular as a function of the detected relative position
  • the drive device can be carried out in particular a Aufstoppen, wherein the drive means or at least a single drive unit of the drive means can be switched off.
  • a coupling or a "coupled” can be understood as an active connection, in particular a connection, via which a linear force and / or torque can be transmitted.
  • the drive device is controllable by means of the control device as a function of the detected relative position, that the support system is at least partially displaced by a motor in a leading to a collision relative movement, in particular by applying a torque in at least one rotary joint.
  • the drive device can support an operator to shift the medical device into the desired position. In this embodiment, it is possible to relocate the medical device with little force or little attention, eg with only one hand.
  • a drive means is preferably a single or multiple drive units, such. a rotary drive or a translatory drive (linear drive) to understand, wherein the drive units are each arranged in joints, in particular pivot joints of the tripod device or at least act on these joints.
  • a joint is to be understood as meaning a joint in a broader sense and it may also include, for example, a joint. a thrust bearing to be understood. It does not necessarily have to be a swivel in the strict sense.
  • the stand device has a plurality of sensor devices, wherein the sensor devices are arranged on at least one support arm and / or on the medical device. This makes it possible to carry out collision monitoring in any desired position and orientation of the stand device, in particular in a very secure and reliable manner. A larger number of sensor devices can ensure that even small obstacles or their relative position can be detected, especially in the case of triangulation.
  • the stand device comprises at least one sensor device from the group comprising the following sensor devices: infrared sensor, ultrasonic sensor, capacitive sensor, inductive sensor, radar sensor.
  • the stand device has a plurality of sensor devices, in particular at least two different sensor devices with different measuring principles.
  • the stand device preferably has at least two mutually different sensor devices.
  • Group sensors include the following sensor types: infrared sensors, ultrasonic sensors, capacitive sensors, inductive sensors, radar sensors, or acceleration sensors.
  • the stand device preferably has a plurality of sensor devices with different detection ranges and different action principles. As a result, the detection can be done in an individualized way.
  • the sensors which are respectively best suited to the respective assembly positions of the stand device can be used.
  • An assembly can eg by screwing, gluing, or clipping.
  • the tripod device may have an adjustable receptacle for the arrangement of one or more sensors.
  • the stand device has at least two support arms, on each of which a plurality of sensor devices, in particular two, three or four sensor devices, are arranged, preferably on both sides and opposite to side surfaces of the respective support arm.
  • a plurality of sensor devices in particular two, three or four sensor devices, are arranged, preferably on both sides and opposite to side surfaces of the respective support arm.
  • the sensor devices are preferably arranged on all supporting arms.
  • one or more sensor devices of the type infrared sensor are arranged on at least one support arm, and the infrared sensors each have a light-emitting diode (LED) which is set up to emit infrared radiation and a detector, in particular a so-called Position Sensitive Detector (PSD).
  • LED light-emitting diode
  • PSD Position Sensitive Detector
  • the control device is preferably set up to evaluate the relative position by triangulation.
  • a distance measurement relative to an obstacle can be performed by evaluating measured values from a plurality of sensor devices.
  • a triangulation with infrared sensors can be carried out, which emit radiation and evaluate or at least detect the reflected radiation.
  • the angle of the incident radiation can be detected, and the angle of the position of the obstacle can be determined.
  • the stand device has a plurality of sensor devices, which are arranged at a predetermined distance from each other, in particular at least one support arm. The distance can be selected, for example, in the range of 15-20 cm.
  • the sensor devices are arranged on the support arm along the entire longitudinal extent of the support arm such that a minimum distance between two sensor devices or to a free end of the support arm is not exceeded.
  • the minimum distance to a free end can also be selected as a function of a detection range of the sensor device.
  • the minimum distance is preferably in the range of 10-20 cm.
  • the sensor device is arranged on the stand device such that a detector, in particular a lens or a lens, of the sensor device protrudes with respect to an outer surface of the corresponding support arm or the medical device.
  • the protruding arrangement can ensure that the sensor device can detect a large area, eg a cone with a large opening angle of eg 70 ° to 90 °.
  • the sensor device is set up to monitor a detection range which is smaller than or equal to the operating radius of the stand device.
  • the control device also emits a warning signal in one case or intervenes in an operating sequence in which no collision is possible.
  • the sensor device outputs a signal with regard to a component (a supposed obstacle) which is not at all within the operating radius.
  • at least one sensor device is arranged on at least one support arm, wherein the respective support arm is at least pivotally mounted, and wherein the sensor device is adapted to monitor a detection range, which has a larger detection angle in an extension plane of the support arm than in a plane perpendicular to the extension level.
  • the angle of capture is preferably an angle which, with respect to a specific spatial axis, describes the spatial area in which the sensor device can detect obstacles or components.
  • the detection angle does not necessarily correspond to an opening angle of a cone. Rather, the detection area can be characterized by at least two different detection angles.
  • the detection range can be characterized by a vertical angle (corresponding to the sum of an elevation angle and a depth angle) and a horizontal angle (corresponding to an azimuth angle).
  • the sensor device is set up to monitor a detection range which is characterized by a horizontal angle that is greater than the vertical angle.
  • the horizontal angle is at least twice as large as the vertical angle.
  • the vertical angle is in the range of 1 0 ° to 80 °, in particular in the range of 20 ° to 70 °, or in the range of 35 ° to 55 °.
  • the horizontal angle is in the range of 90 ° to 1 80 °, in particular in the range of 1 10 ° to 1 60 °, or in the range of 125 ° to 1 45 °.
  • the plane of extension is preferably to be understood as meaning a plane in which the support arm extends in the main part, that is to say in which the support arm has the greatest length extension. The extent plane does not necessarily have to be horizontally aligned.
  • the support arms can not only be pivoted about a vertical axis, but also tilted about a horizontally oriented axis so that the plane of extent is also tilted at an angle of e.g. 0 to 45 ° to the horizontally oriented plane can be aligned.
  • the sensor device is arranged on a side surface of the support arm, ie a surface which is aligned at least approximately in the horizontal direction in the case of a ceiling suspension of the stand device and with an at least approximately horizontal alignment of the support arm.
  • the side surface preferably faces to the side in a plane perpendicular to a (vertical) pivot axis of the support arm. So the side face shows typically not up to the ceiling or down to the floor of the operating room.
  • the at least one sensor device is an infrared sensor.
  • An infrared sensor is preferably arranged on a side surface of the support arm and preferably has different detection angles in different spatial directions.
  • the stand device has at least two infrared sensors arranged on the at least one support arm, which are arranged in particular on one or both sides of the support arm.
  • the stand device is height-adjustable, wherein the at least one sensor device is arranged on the medical device, and wherein the sensor device is adapted to monitor a detection range, which is conical, in particular conical with an opening angle greater than 45 °, preferably between 60 ° and 90 °, more preferably between 70 ° and 85 °.
  • the opening angle is to be understood, preferably explained using the example of a conical geometry, twice the angle between the generatrices and the axis of a rotary cone. Such an opening angle can ensure a large detection area. It can be detected by a single sensor, a large area, in particular according to the principle of a panoramic camera, which can monitor the entire area in front of the camera in 360 °.
  • the at least one sensor device is an ultrasound sensor arranged on a lower side of the medical device.
  • the opening angle of the ultrasonic sensor is in the range of 130 ° to 1 80 °, more preferably in the range of 140 ° to 1 75 °, particularly preferably in the range of 1 50 ° to 1 70 °.
  • at least two ultrasonic sensors are arranged on the underside, in particular offset from one another, and in particular for the case that the underside is uneven and a single sensor can not monitor the entire lower area, even if it has an opening angle of 1 80 ° or more.
  • a plurality of sensor devices is provided, which are arranged on a lower side and / or upper side of the medical device or the support arms are, optionally in combination with arranged on a side surface of the support arms sensor devices.
  • the monitoring can be carried out in a more accurate manner, even with vertically displaceable devices or arms.
  • the stand device has a display device with at least one display element, which is arranged at least on the support system and is adapted to output an acoustic and / or visual signal. These types of signals may also be detected by an operator without the operator being in contact with the medical device.
  • the stand device has a display device with at least one display element which is arranged at least on the medical device, in particular on a handle and / or a button, and is adapted to output a haptic signal, in particular a vibration.
  • a display device with at least one display element which is arranged at least on the medical device, in particular on a handle and / or a button, and is adapted to output a haptic signal, in particular a vibration.
  • a plurality of display elements are provided, which are arranged on a respective support arm or on the medical device. Further, pointer elements are arranged at both respective ends of a respective support arm.
  • the control device is preferably set up to control the display device or the display elements such that a warning signal is emitted at the position of the stand device at which a collision is imminent. As a result, a collision risk can be made even clearer to an operator.
  • This method for monitoring a stand device arranged in an operating room with regard to a collision, in particular a tripod device according to the invention is characterized by the following steps:
  • Detecting an obstacle in an operating radius of the stand device by means of at least one sensor device, in particular detecting a relative position of at least one Support arm of the tripod device and / or a medical device of the tripod device, each relative to other arranged in the operating room obstacles;
  • control device actively preventing a collision with the obstacle by means of the control device, in particular by activating a braking device and / or a drive device of the stand device.
  • the active prevention may include driving at least one drive of a drive device or driving at least one brake of a brake device, in each case for stopping the tripod device.
  • Such an intervention in the operating procedure can actively prevent a collision, in particular in the event that the operator can not react fast enough, e.g. because he has only one hand free.
  • the detection and / or evaluation takes place continuously, i. permanently, without time interruption.
  • the detection and / or evaluation then takes place continuously when a movement of the stand device takes place.
  • the stand device may comprise motion sensors, in particular motion sensors arranged in the rotary joints, which are connected to the control device.
  • Figure 1 in a schematic representation in a perspective side view of a
  • FIG. 1 is a schematic representation in perspective view from below the in
  • FIG. 1 shown tripod device; in a schematic representation in a perspective side view of a tripod device according to another embodiment; in a schematic representation in a perspective side view of a tripod device according to another embodiment; and a schematic representation of method steps of a method according to an embodiment of the invention.
  • 1 shows a tripod device 1, which has a support system 10 with a mounting device 1 1, in particular a ceiling flange, and a first support arm 13 and a second support arm 14.
  • the first support arm 13 is mounted on the ceiling flange 1 1 in a pivot joint 12.1
  • the second support arm 14 is mounted on the first support arm 13 in a pivot joint 12.2.
  • a medical device 20 is arranged, in particular mounted on the second support arm 14 in a further pivot joint 12.3.
  • the device 20 may be referred to as a supply console, which is mounted on the second support arm 14 by means of a carrier 21, in particular a console tube.
  • the supply unit 20 has two handles 22, by means of which an operator can manually shift the supply unit. Furthermore, operating buttons 23 are arranged on the supply console 20.
  • the stand device 1 further has a control device 30 which, in the example shown, is arranged on the first support arm 1 3.
  • the control device 30 is connected to a plurality of sensor devices 31, which are arranged both on the first support arm 1 3 and on the second support arm 14, in particular in an at least approximately the same distance from one another.
  • the sensor devices 31 are arranged on a respective side surface of the respective support arm.
  • the side surfaces point in the direction of the XZ plane and are aligned at least approximately in the XY plane or parallel thereto.
  • the sensors 31 are infrared sensors.
  • the stand device 1 has a display device 40, which comprises a plurality of output elements 41, 42. Some of the output elements 41 are arranged in the region of the rotary joints 12.1, 12.2, 12.3, and two output elements 42 are arranged on the handle 22.
  • the output elements 42 are preferably haptic in nature, and in particular adapted to trigger a vibration on the handle 22.
  • the output elements 42 may be embodied, for example, as individual vibrating keys or gripping surfaces.
  • haptic actuators For example, motors are used, which have an imbalance, or piezo discs.
  • the other output elements 41 are preferably of a visual and / or acoustic nature.
  • the tripod device 1 is set up to detect at least one obstacle in the operating radius of the stand device and to indicate to an operator the possibility of a collision with an obstacle (not shown).
  • the sensor devices 31 can detect a distance to an obstacle and / or a movement of the support system 10 or the console 20, and output a corresponding sensor signal to the control device 30.
  • the control device 30 can then evaluate whether a relative position or movement of the support system 10 or the console 20 could lead to a collision with an obstacle.
  • the control device 30 can then instruct the display device 40 to indicate the risk of collision on at least one of the output elements 41, 42. This can be done visually and / or acoustically and / or in a haptic manner, in particular by vibration.
  • a coordinate system is further shown, which indicates a main extension plane of the support arms 1 3, 14 with the XZ plane.
  • the sensors 31 have a large detection angle in the XZ plane, namely a large azimuth or horizontal angle, and in a vertical direction, ie in the Y direction or in an XY plane, preferably only a small detection angle (FIG. small vertical angle). In this way, it can be avoided that the sensors arranged on the first support arm 13 recognize the second support arm 14 as an obstacle, and vice versa.
  • the tripod device 1 is shown from an underside. It can be seen that a further sensor device 32 is arranged on an underside of the console 20.
  • This sensor device is preferably an ultrasonic sensor with a large detection angle, in particular a cone-shaped opening angle. Also, this sensor 32 is connected to the control device 30 and configured to output a signal to the control device as soon as an obstacle in the detection range of the sensor 32 is detected.
  • the detection angle of the ultrasonic sensor 32 can be selected to be much larger than that of the sensors 31 (at least as the vertical angle), since at the Underside of the console 20 no other components of the tripod device 1 are available.
  • FIG. 3 shows a stand device 1 which, in addition to the components shown in FIGS. 1 and 2, also has a brake device 50, which comprises a first brake 51 and a second brake 52.
  • the brake device 50 is connected to the control device 30, and the two brakes 51, 52 are each arranged in one of the swivel joints 12.1, 12.2.
  • the control device can actively intervene in the movement sequence and block the movement of the stand device 1 in the event of a collision hazard.
  • the control device is set up to control the first brake 51 and / or the second brake 52 for exerting a braking force on the respective joint, ie to block the corresponding rotary joint.
  • FIG. 4 shows a tripod device 1 which, in addition to the components shown in FIG. 3, also has a drive device 60, which comprises a first rotary drive 61 and a second rotary drive 62.
  • the drive device is connected to the control device 30 and configured to cause a movement of the support system 10.
  • the tripod device 1 is a motor-displaceable tripod device 1.
  • the drive device 60 can be stopped or stopped so that a motorized displacement of the support system 10 is prevented.
  • the drive device 60 can also be controlled such that an obstacle is actively bypassed. This can be avoided that the tripod device 1 is completely stopped. This variant is particularly user-friendly, since a target position can be achieved even when an obstacle is in the way.
  • FIG. 5 shows method steps of a method for monitoring a stand device arranged in an operating room with regard to a collision.
  • the method comprises at least three steps, including the first step S1, the second step S2 and the third step S3 and / or the fourth step S4.
  • the method can be ended both after the third step S3 and after the fourth step S4.
  • optionally the further third step S3 and / or the further fourth step S4 can be provided.
  • the first step S1 preferably corresponds to a detection of a relative position of at least one support arm of the stand device and / or a medical device of the stand device, in each case relative to the environment, in particular relative to further obstacles arranged in the operating room, by means of at least one sensor device. In general, initially only one obstacle can be detected in an operating radius of the stand device.
  • the second step S2 corresponds to an evaluation of the detected relative position by means of a control device.
  • the third step S3 corresponds to displaying a relative movement leading to a collision with the obstacles as a function of the detected relative position by means of at least one display device, in particular a display device arranged on the stand device.
  • the indication of the critical relative movement can be done for example by any warning signal, which does not necessarily have to be of an optical nature.
  • the fourth step S4 corresponds to an active prevention of a collision, in particular by activating a braking device and / or a drive device of the stand device.
  • I tripod device especially ceiling tripod device
  • I I Mounting device in particular ceiling flange
  • output element in particular visual and / or acoustic output element

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stativvorrichtung (1) zur Anordnung in einem Operationssaal und zum örtlichen Verlagern einer medizintechnischen Einrichtung (20) im Operationssaal, umfassend die medizintechnische Einrichtung (20) sowie ein Tragsystem (10) umfassend eine Montageeinrichtung (11) und mindestens einen daran bewegbar, insbesondere schwenkbar in einem Drehgelenk (12.1, 12.2, 12.3), gelagerten Tragarm (13, 14), wobei die medizintechnische Einrichtung am Tragarm befestigt ist und in einem Aktionsradius entsprechend dem Bewegungsfreiheitsgrad des Tragsystems verlagerbar ist, und wobei die Stativvorrichtung (1) eingerichtet ist, mindestens ein Hindernis im Aktionsradius der Stativvorrichtung zu erfassen und eine mögliche Kollision mit dem Hindernis anzuzeigen und/oder zu verhindern. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Überwachen der Stativvorrichtung (1).

Description

Stativvorrichtung mit Kollisionsüberwachung und Verfahren zur Kollisionsüberwachung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stativvorrichtung zur Anordnung in einem Operati- onssaal und zum örtlichen Verlagern einer medizintechnischen Einrichtung im Operationssaal, welche die medizintechnische Einrichtung sowie ein Tragsystem mit mindestens ei nem daran bewegbar gelagerten Tragarm umfasst. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Überwachen einer in einem Operationssaal angeordneten Stativvorrichtung hinsichtlich einer Kollision. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Vorrichtung mit einzelnen Merkmalen des Anspruchs 1 und insbesondere ein Verfahren mit einzelnen Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs.
Versorgungseinheiten in Operationssälen bzw. auf Intensivstationen, insbesondere Deckenversorgungseinheiten, weisen häufig ein in der Höhe starres oder ein höhenverstellba- res Stativ mit einem oder mehreren Tragarmen auf, welche jewei ls um eine i nsbesondere vertikal ausgerichtete Achse geschwenkt und/oder translatorisch verlagert werden können, um eine am Stativ angeordnete medizintechnische Einrichtung in einer gewünschten Position zu positionieren. Um zu vermeiden, dass eine Versorgungseinheit mit weiteren im Operationssaal angeordneten Hindernissen (Personen oder Objekte oder Raumwände) kollidiert, oder dass mehrere nebeneinander angeordnete Versorgungseinheiten miteinander kollidieren, können die Versorgungseinheiten Anschläge aufweisen, welche eine Bewegung in bestimmten Richtungen begrenzen. Solche Anschläge können aber in vielen Fällen eine Kollision nicht gänzlich ausschließen, denn sie sind meist an vorbestimmten Positionen angeordnet, welche die relative Anordnung der Versorgungseinheiten zueinander oder zu weite- ren Komponenten bzw. Hindernissen nicht berücksichtigen. Dadurch wird die Handhabung der Versorgungseinheiten für einen Bediener erschwert. Insbesondere muss ein Bediener eine Verlagerung besonders langsam oder vorsichtig ausführen, also mit hoher Aufmerksamkeit oder auch zeitintensiv, speziell bei Versorgungseinheiten mit einer Vielzahl von Drehgelenken oder Armen und Verstellmöglichkeiten, z.B. auch in der Höhe oder translato- risch zur Seite. Bei mehreren Armen kann die Gefahr einer Kollision dabei in Bezug auf jeden der Arme bestehen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Stativvorrichtung bereitzustellen, mit- tels welcher die Handhabung der Stativvorrichtung, insbesondere das Positionieren einer medizintechnischen Einrichtung der Stativvorrichtung, erleichtert werden kann.
Die Aufgabe wird durch eine Stativvorrichtung, insbesondere Deckenstativvorrichtung, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Diese Stativvorrichtung zur Anordnung in einem Operationssaal und zum örtlichen Verlagern einer medizintechnischen Einrichtung im Operationssaal, umfasst die medizintechnische Einrichtung sowie ein Tragsystem, umfassend eine Montageeinrichtung, insbesondere zur Decken montage, und mindestens einen daran bewegbar, insbesondere schwenkbar in einem Drehgelenk, gelagerten Tragarm, wobei die medizintechnische Einrichtung am Tragarm befestigt ist und in einem Aktionsradius ent- sprechend dem Bewegungsfreiheitsgrad des Tragsystems verlagerbar ist, und wobei die Stativvorrichtung eingerichtet ist, mindestens ein Hindernis im Aktionsradius der Stativvorrichtung zu erfassen und eine mögliche Kollision mit dem Hindernis anzuzeigen und/oder zu verhindern. Hierdurch kann die Gefahr einer Kollision erkannt werden, und der Bediener kann auf diese Gefahr hingewiesen werden. Der vom Bediener aufzubringende Grad an Aufmerksamkeit beim Verlagern der medizintechnischen Einrichtung kann dadurch gesenkt werden. Dabei kann die Stativvorrichtung mit einem variablen Bewegungsbereich bereitgestellt werden. Der Bewegungsfreiheitsgrad ist nicht durch irgendwelche Anschläge beschränkt, welche vorgegebene Endpositionen definieren würden und eine Bewegung über beispielsweise einen Rotationswinkel hinaus blockieren würden. Vielmehr kann der größt- mögliche Bewegungsfreiheitsgrad sichergestellt werden. Dabei kann die Stativvorrichtung z.B. an einer Zimmerdecke oder auch an einer Seitenwand montiert sein.
Als medizintechnische Einrichtung ist dabei bevorzugt eine Versorgungskonsole zu verstehen, mittels welcher Mittel für eine Versorgung eines Patienten und/oder Instrumente für einen Operateur und/oder Licht, Reinluft oder andere im Operationssaal benötigte Medien bereitgestellt werden können. Die medizintechnische Einrichtung weist bevorzugt irgendein Bedienpanel und/oder irgendeine Anzeigevorrichtung zum grafischen Darstellen von z.B. Patientendaten auf. Als Montageeinrichtung ist dabei bevorzugt ein Flansch oder irgendeine andere Schnittstelle zu verstehen, womit das Tragsystem an einer zumindest annähernd horizontal ausgerichteten Zimmerdecke oder auch einer zumindest annähernd vertikal ausgerichteten Wand mon- tiert werden kann. Mit anderen Worten betrifft die vorliegende Erfindung auch Stativvorrichtungen, welche alternativ oder zusätzlich an vertikalen Wänden montiert werden können. Auch eine an einer vertikalen Wand gelagerte medizintechnische Einrichtung kann Teil der erfindungsgemäßen Stativvorrichtung sein. Als Tragarm ist dabei bevorzugt ein Ausleger oder Träger zu verstehen, welcher sich in einer bestimmten Richtung erstreckt und den gewünschten Aktionsradius für die unterschiedlichen Soll-Positionen der medizintechnischen Einrichtung sicherstellen kann, insbesondere durch eine Drehbewegung um ein Drehgelenk. Der Tragarm kann auch eine teleskopische Vorrichtung mit einem (zusätzlichen) Bewegungsfreiheitsgrad in translatorischer Richtung entlang der Längsachse des Tragarms sein.
Der Bewegungsfreiheitsgrad des Tragsystems bzw. der medizintechnischen Einrichtung kann mehrere Freiheitsgrade umfassen, also z.B. translatorische und/oder rotatorische Freiheitsgrade in mehreren Ebenen bzw. um mehrere Achsen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Stativvorrichtung mindestens eine Sensoreinrichtung zum Erfassen der Relativposition des mindestens einen Tragarms und/oder der medizintechnischen Einrichtung sowie eine mit der mindestens einen Sensoreinrichtung verbundene Steuerungseinrichtung zum Auswerten der erfassten Relativposition auf. Der Akti- onsradius bzw. die entsprechenden Positionsdaten können dabei in einem Datenspeicher der Steuerungseinrichtung hinterlegt sein.
Als Sensoreinrichtung ist dabei bevorzugt ein Umgebungssensor mit einem oder mehreren Detektoren zu verstehen, welcher eingerichtet ist, die Umgebung, insbesondere das Vor- handensein von Gegenständen oder Personen im Aktionsradius, zu erfassen. Bevorzugt ist die Sensoreinrichtung oder mindestens eine der Sensoreinrichtungen eingerichtet, auch eine Bewegung der Stativvorrichtung zu erfassen. Hierbei kann die entsprechende Sensoreinrichtung auch mit einem Bewegungsdetektor zum Erfassen einer Bewegung der Stativvorrich- tung verbunden sein oder diesen aufweisen, und der Bewegungsdetektor ist bevorzugt mit einem (Dreh-)Gelenk der Stativvorrichtung verbunden oder darin angeordnet.
Bevorzugt ist die Sensoreinrichtung eingerichtet, einen Abstand und/oder einen Winkel zu einem Hindernis zu erfassen und ein entsprechendes Signal an die Steuerungseinrichtung auszugeben. Bevorzugt ist die Sensoreinrichtung eingerichtet, den Winkel von auf die Sensoreinrichtung einfallender Strahlung zu erfassen. Hierdurch kann die Sensoreinrichtung zum Bestimmen der Relativposition über Triangulation verwendet werden. Gemäß einer Variante ist die Sensoreinrichtung eingerichtet, Strahlung mit einer modulierten Frequenz auszusenden und zu erfassen. Hierdurch kann Interferenz bei Triangulation vermieden werden.
Die Steuerungseinrichtung ist bevorzugt eingerichtet, eine mögliche Kollision in Abhängigkeit des Abstands anzuzeigen bzw. anzeigen zu lassen, insbesondere mit steigender Intensi- tät (z.B. Helligkeit, Lautstärke) bei abnehmendem Abstand. Gemäß einer Variante kann das Anzeigen einer möglichen Kollision mit einer ersten Intensität erstmalig z.B. bei einem Abstand von 30 cm erfolgen, und mit einer zweiten Intensität (insbesondere größeren Lautstärke) ab einem Abstand von z.B. nur noch 1 5 cm, und mit einer dritten Intensität (insbesondere noch größeren Lautstärke) ab einem Abstand von z.B. nur noch 5 cm.
Als Hindernisse sind dabei bevorzugt irgendwelche Gegenstände oder Personen in der unmittelbaren Umgebung zu verstehen, insbesondere solche, die innerhalb vom Aktionsradius der Stativvorrichtung angeordnet sind. Als Relativposition ist dabei bevorzugt eine Anordnung eines bewegbaren Tragarms der Stativvorrichtung relativ zur Umgebung, insbesondere relativ zu möglichen Hindernissen innerhalb des Aktionsradius, zu verstehen. Die Relativposition kann z.B. durch Entfernungsdaten zu einem potentiellen Hindernis beschrieben werden, also z.B. durch ein Signal der Sensoreinrichtung, dass in 1 Meter Entfernung ein Hindernis vorliegt, mit welchem die Sta- tivvorrichtung kollidieren könnte, insbesondere in Abhängigkeit einer aktuellen Bewegung bzw. Bewegungsrichtung der Stativvorrichtung. Als Steuerungseinrichtung ist dabei bevorzugt irgendein Steuerungsgerät zu verstehen, welches mit der Anzeigeeinrichtung verbunden ist und eingerichtet ist, einen potentiellen Kollisionszustand zu identifizieren, insbesondere auf Grundlage eines Abstandes zu potentiellen Hindernissen und einer Bewegung bzw. Bewegungsrichtung und/oder Bewegungsge- schwindigkeit, und mittels der Anzeigeeinrichtung anzeigen zu lassen. Die Steuerungseinrichtung umfasst bevorzugt eine Auswerteeinheit mit einem Prozessor, insbesondere einem Mikroprozessor, zum Auswerten der von dem Sensor bzw. den Sensoren erhaltenen Signale. Die Auswerteeinheit kann auf einer Steuerplatine angeordnet sein. Die Auswerteeinheit kann z.B. einen Soll-Ist- Vergleich eines erfassten Abstandes zu einem Hindernis mit einem einzuhaltenden Mindestabstand vornehmen. Die Auswerteeinheit kann auch z.B. eine Bewegungsgeschwindigkeit eines einzelnen Tragarms oder der medizintechnischen Einrichtung in Bezug auf einen aktuell vorliegenden Abstand zu einem Hindernis auswerten und ein Signal ausgeben, welches darauf hinweist, dass die Bewegung der Stativvorrichtung entweder verlangsamt werden sollte oder in eine andere Richtung umgelenkt werden sollte.
Die Steuerungseinrichtung ist dabei bevorzugt eingerichtet, die Ist-Position eines Tragarms bzw. der medizintechnischen Einrichtung relativ zum Aktionsradius der Stativvorrichtung zu bestimmen und auszuwerten, wie weit der entsprechende Tragarm oder die medizintechnische Einrichtung noch in eine bestimmte Richtung verlagert werden kann, bis eine Grenze des Aktionsradius erreicht wird. Basierend auf diesen Abstandsdaten kann dann ein einzelnes Signal einer entsprechenden Sensoreinrichtung ausgewertet werden, und es kann bestimmt werden, mit welchen vermeintlichen Hindernissen eine Kollision gar nicht möglich ist. Hierdurch kann vermieden werden, dass die Stativvorrichtung überflüssige Warnhinweise anzeigt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Steuerungseinrichtung mit einer Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen einer zu einer Kollision mit den Hindernissen führenden Relativbewegung (insbesondere in Abhängigkeit der erfassten Relativposition) verbunden. Als Anzeigeeinrichtung ist dabei bevorzugt eine Warnleuchte oder ein Display oder ein Lautsprecher oder eine Einrichtung zum Erzeugen eines haptischen Signals, insbesondere eine vibrierfähige Einrichtung, zu verstehen. Die Anzeigeeinrichtung umfasst bevorzugt mindestens ein Ausgabeelement bzw. mindestens eine Signalisierungseinheit. Die Anzeigeeinrichtung kann auch mehrere dieser beispielhaft aufgeführten Einrichtungen aufweisen. Bevorzugt sind die Ausgabeelemente zumindest teilweise in Drehgelenken der Stativvorrichtung angeordnet, so dass einem Bediener angezeigt werden kann, an welchem Drehgelenk eine weitere Bewegung zu einer Kollision führen würde. Als ein Anzeigen ist dabei bevorzugt allgemein ein Kenntlichmachen einer Kollisionsgefahr bzw. irgendein Hinweis darauf zu verstehen, insbesondere für einen Bediener der medizintechnischen Einrichtung. Das Anzeigen erfordert also nicht notwendigerweise ei n visuelles Signal. Als eine zu einer Kollision führende Relativbewegung ist dabei bevorzugt eine Bewegung mindestens eines Tragarms zu verstehen, bei welcher eine Kollision mit einem Hindernis der Umgebung nicht vermieden werden kann, sofern die Bewegung in derselben Weise fortgeführt wird. Eine Verbindung bzw. ein „verbunden sein" mit der Steuerungseinrichtung kann dabei durch eine drahtgebundene oder drahtlose Leitung erfolgen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Stativvorrichtung mindestens eine insbesondere im mindestens einen Drehgelenk angeordnete Bremseinrichtung auf, welche mit der Steuerungseinrichtung verbunden ist, und welche mittels der Steuerungseinrichtung (insbesondere in Abhängigkeit der erfassten Relativposition) derart ansteuerbar ist, dass eine Bewegung des Tragsystems bei einer zu einer Kollision führenden Relativbewegung zumindest teilweise blockierbar ist. Hierdurch kann ein Eingriff in den Bedienablauf vorgenommen werden, und eine Kollision kann aktiv verhindert werden. Als Bremseinrichtung ist dabei bevorzugt eine einzelne Bremse oder eine Mehrzahl von Bremsen zu verstehen, welche z.B. mechanischer, elektrischer, hydraulischer oder magnetischer Art sind und jeweils mit der Steuerungsvorrichtung verbunden sind.
Bevorzugt ist die Steuerungseinrichtung eingerichtet, die Bremseinrichtung derart anzusteu- ern, dass eine Bremse der Bremseinrichtung eine vorbestimmte Bremskraft ausübt. Die Steuerungseinrichtung ist dann eingerichtet, eine vorbestimmte Bremskraft einzustellen, und die Bremse ist eingerichtet, eine vorbestimmte Bremskraft auszuüben. Hierdurch können einzelne Bremsen in einzelnen Gelenken wirken, ohne dass die Stativvorrichtung vollstän- dig aufgestoppt werden muss. Die Verlagerungsrichtung einzelner Tragarme kann dadurch beeinflusst werden, ohne dass der Behandlungsablauf eines Operateurs gestört wird. Denn gerade bei einer Vielzahl von Tragarmen kann eine bestimmte Soll-Position auf unterschiedliche Weise, also bei unterschiedlicher relativer Anordnung der einzelnen Tragarme zuei- nander erreicht werden. Hierdurch wird die Handhabung weiter erleichtert, und ein automatischer Eingriff während der manuellen Handhabung kann auf zweckdienliche Weise erfolgen.
Gemäß einer Variante ist die Steuerungseinrichtung eingerichtet, eine Bremskraft in Abhän- gigkeit eines erfassten Abstands zum Hindernis einzustellen, insbesondere graduell steigend mit abnehmendem Abstand. Gemäß einer Variante kann das Bremsen mit einer ersten Intensität erstmalig z.B. bei einem Abstand von 30 cm erfolgen, und mit einer zweiten Intensität (insbesondere stärkeren Bremskraft) ab einem Abstand von z.B. nur noch 1 5 cm, und mit einer dritten Intensität (insbesondere noch stärkeren Bremskraft) ab einem Abstand von z.B. nur noch 5 cm. Die Bremskraft kann dabei auch so eingestellt werden, dass die Stativvorrichtung ab einem bestimmten, vordefinierten Abstand aufgestoppt wird und zum Stillstand gebracht wird.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Stativvorrichtung mindestens eine insbesonde- re mit dem mindestens einen Drehgelenk gekoppelte Antriebseinrichtung auf, welche mit der Steuerungseinrichtung verbunden ist, und welche mittels der Steuerungseinrichtung (insbesondere in Abhängigkeit der erfassten Relativposition) derart ansteuerbar ist, dass eine Bewegung des Tragsystems bei einer zu einer Kollision führenden Relativbewegung beeinflussbar ist. Hierdurch kann ein Eingriff in den Bedienablauf vorgenommen werden, und eine Kollision kann aktiv verhindert werden. Mittels der Antriebseinrichtung kann insbesondere ein Aufstoppen erfolgen, wobei die Antriebseinrichtung oder zumindest eine einzelne Antriebseinheit der Antriebseinrichtung abgeschaltet werden kann.
Eine Kopplung bzw. ein„gekoppelt sein" kann dabei als eine Wirkverbindung verstanden werden, insbesondere eine Verbindung, über welche eine Linearkraft und/oder ein Drehmoment übertragen werden kann. Gemäß einer Variante ist die Antriebseinrichtung mittels der Steuerungseinrichtung in Abhängigkeit der erfassten Relativposition derart ansteuerbar, dass das Tragsystem bei einer zu einer Kollision führenden Relativbewegung zumindest teilweise motorisch verlagert wird, insbesondere durch Anlegen eines Drehmomentes im mindestens einen Drehgelenk. Hier- durch kann ein Eingriff in den Bedienablauf vorgenommen werden, und eine Kollision kann aktiv verhindert werden, ohne dass die Stativvorrichtung abgestoppt und neu beschleunigt werden muss. Mit anderen Worten kann die Antriebseinrichtung einen Bediener unterstützen, die medizintechnischen Einrichtung in die Soll-Position zu verlagern. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es möglich, die medizintechnischen Einrichtung mit geringer Kraft oder geringer Aufmerksamkeit, z.B. nur mit einer Hand, zu verlagern.
Als Antriebseinrichtung ist dabei bevorzugt eine einzelne oder mehrere Antriebseinheiten, wie z.B. ein Drehantrieb oder ein translatorischer Antrieb (Linearantrieb), zu verstehen, wobei die Antriebseinheiten jeweils in Gelenken, insbesondere Drehgelenken der Stativvor- richtung angeordnet sind oder zumindest auf diese Gelenke einwirken. Als Gelenk ist dabei ein Gelenk im weiteren Sinne zu verstehen und es kann darunter auch z.B. ein Axiallager zu verstehen sein. Es muss sich also nicht notwendigerweise im engeren Sinne um ein Drehgelenk handeln. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Stativvorrichtung eine Mehrzahl von Sensoreinrichtungen auf, wobei die Sensoreinrichtungen am mindestens einen Tragarm und/oder an der medizintechnischen Einrichtung angeordnet sind. Hierdurch kann eine Kollisionsüberwachung in jeder beliebigen Lage und Ausrichtung der Stativvorrichtung erfolgen, insbesondere auf sehr sichere und zuverlässige Weise. Eine größere Anzahl von Sen- soreinrichtungen kann sicherstellen, dass auch kleine Hindernisse bzw. deren relative Position erfasst werden können, insbesondere bei Triangulation.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Stativvorrichtung mindestens eine Sensoreinrichtung aus der Gruppe umfassend die folgenden Sensoreinrichtungen auf: Infrarotsensor, Ultraschallsensor, kapazitiver Sensor, induktiver Sensor, Radarsensor. Bevorzugt weist die Stativvorrichtung mehrere Sensoreinrichtungen auf, insbesondere zumindest zwei unterschiedliche Sensoreinrichtungen mit voneinander abweichenden Messprinzipien. Bevorzugt weist die Stativvorrichtung mindestens zwei voneinander unterschiedliche Sensoreinrich- tungen aus der Gruppe umfassend die folgenden Sensortypen auf: Infrarotsensoren, Ultraschallsensoren, kapazitive Sensoren, induktive Sensoren, Radarsensoren, oder Beschleunigungssensoren. Bevorzugt weist die Stativvorrichtung mehrere Sensoreinrichtungen mit unterschiedlichen Erfassungsbereichen und unterschiedlichen Wirkprinzipien auf. Hierdurch kann die Erfassung auf individualisierte Weise erfolgen. Es können die an jeweiligen Montage-Positionen der Stativvorrichtung jeweils am besten geeigneten Sensoren verwende werden, je nach Größe des zu überwachenden Bereichs oder Art der Gegenstände, mit welchen eine Kollision nicht ausgeschlossen werden kann. Eine Montage kann dabei z.B. durch Anschrauben, Ankleben, oder Einclipsen. Auch kann die Stativvorrichtung eine verstellbare Aufnahme zur Anordnung von einem oder mehreren Sensoren aufweisen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Stativvorrichtung mindestens zwei Tragarme auf, an welchen jeweils eine Mehrzahl von Sensoreinrichtungen, insbesondere zwei, drei oder vier Sensoreinrichtungen, angeordnet sind, bevorzugt beidseitig und gegenüberliegend an Seitenflächen des jeweiligen Tragarms. Dies ermöglicht bei schwenkbar bzw. drehbar um eine Achse gelagerten Tragarmen eine Erfassung irgendwelcher Hindernisse in beiden Schwenkrichtungen. Bei mehreren Tragarmen sind die Sensoreinrichtungen bevorzugt an allen Tragarmen angeordnet. Gemäß einer Variante sind an mindestens einem Tragarm eine oder mehrere Sensoreinrichtungen des Typs Infrarotsensor angeordnet, und die Infrarotsensoren weisen jeweils eine Leuchtdiode (LED) auf, welche eingerichtet ist, Infrarotstrahlung auszustrahlen, sowie einen Detektor, insbesondere einen so genannten Position Sensitive Detector (PSD), welcher eingerichtet ist, Infrarotstrahlung zu erfassen. Bei dieser Variante ist die Steuerungseinrichtung bevorzugt eingerichtet, die Relativposition durch Triangulation auszuwerten. Bei der Triangulation kann eine Abstandsmessung in Bezug auf ein Hindernis erfolgen, indem Messwerte von einer Mehrzahl von Sensoreinrichtungen ausgewertet werden. Beispielsweise kann eine Triangulation mit Infrarotsensoren durchgeführt werden, welche Strahlung aussenden und die reflektierte Strahlung auswerten oder zumindest erfassen. Dabei kann der Winkel der einfallenden Strahlung erfasst werden, und über den Winkel kann die Position des Hindernisses ermittelt werden. Bevorzugt weist die Stativvorrichtung mehrere Sensoreinrichtungen auf, welche in einem vorbestimmten Abstand zueinander angeordnet sind, insbesondere am mindestens einen Tragarm. Der Abstand kann z.B. im Bereich von 15-20 cm gewählt werden. Weiter bevorzugt sind die Sensoreinrichtungen am Tragarm entlang der kompletten Längserstreckung des Tragarms derart angeordnet, dass ein Mindestabstand zwischen zwei Sensoreinrichtungen bzw. zu einem freien Ende des Tragarms nicht unterschritten wird. Der Mindestabstand zu einem freien Ende kann dabei auch in Abhängigkeit eines Erfassungsbereichs der Sensoreinrichtung gewählt werden. Der Mindestabstand liegt bevorzugt im Bereich von 10-20 cm. Gemäß einer Variante ist die Sensoreinrichtung derart an der Stativvorrichtung angeordnet, dass ein Detektor, insbesondere ein Objektiv oder eine Linse, der Sensoreinrichtung in Bezug auf eine Außenoberfläche des entsprechenden Tragarms bzw. der medizintechnischen Einrichtung hervorsteht. Die hervorstehende Anordnung kann sicherstellen, dass die Sensoreinrichtung einen großen Bereich erfassen kann, also z.B. einen Kegel mit einem großen Öffnungswinkel von z.B. 70° bis 90°.
Gemäß einer Variante ist die Sensoreinrichtung eingerichtet, einen Erfassungsbereich zu überwachen, welcher kleiner oder gleich dem Aktionsradius der Stativvorrichtung ist. Hierdurch kann vermieden werden, dass die Steuerungsvorrichtung auch in einem Fall ein Warnsignal ausgibt oder in einen Bedienablauf eingreift, in welchem gar keine Kollision möglich ist. Insbesondere kann vermieden werden, dass die Sensoreinrichtung ein Signal in Hinblick auf eine Komponente (ein vermeintliches Hindernis) ausgibt, welche gar nicht im Aktionsradius liegt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist jeweils mindestens eine Sensoreinrichtung am mindestens einen Tragarm angeordnet, wobei der jeweilige Tragarm zumindest schwenkbar gelagert ist, und wobei die Sensoreinrichtung eingerichtet ist, einen Erfassungsbereich zu überwachen, welcher in einer Erstreckungsebene des Tragarms einen größeren Erfassungswinkel aufweist als in einer Ebene senkrecht zur Erstreckungsebene. Hierdurch kann ver- mieden werden, dass bei Stativvorrichtungen mit mehreren sich überlappenden Tragarmen einer der Tragarme von einer der Sensoreinrichtungen, insbesondere von einer an einem weiteren der Tragarme angeordneten Sensoreinrichtung, fälschlicherweise als Hindernis identifiziert wird. Vielmehr können einzelne Tragarme frei zueinander verschwenkt werden, ohne dass sie als Hindernis identifiziert werden.
Als Erfassungswinkel ist dabei bevorzugt ein Winkel zu verstehen, welcher in Bezug auf eine bestimmte Raumachse den Raumbereich beschreibt, in welchem die Sensoreinrichtung Hindernisse bzw. Komponenten erfassen kann. Der Erfassungswinkel muss nicht notwendigerweise einem Öffnungswinkel eines Kegels entsprechen. Vielmehr kann der Erfassungsbereich durch mindestens zwei unterschiedliche Erfassungswinkel gekennzeichnet sein. Am Beispiel einer streng horizontalen Ausrichtung des Tragarms kann der Erfassungsbereich durch einen Vertikalwinkel (entsprechend der Summe aus einem Höhenwinkel und einem Tiefenwinkel) und einem Horizontalwinkel (entsprechend einem Azimutwinkel) gekennzeichnet sein. Für diesen Fall ist die Sensoreinrichtung eingerichtet, einen Erfassungsbereich zu überwachen, der durch einen Horizontalwinkel gekennzeichnet ist, der größer ist als der Vertikalwinkel. Bevorzugt ist der Horizontalwinkel mindestens doppelt so groß wie der Ver- tikalwinkel. Gemäß einer Variante liegt der Vertikalwinkel im Bereich von 1 0° bis 80°, insbesondere im Bereich von 20° bis 70°, oder im Bereich von 35° bis 55°. Gemäß einer Variante liegt der Horizontalwinkel im Bereich von 90° bis 1 80°, insbesondere im Bereich von 1 10° bis 1 60°, oder im Bereich von 125° bis 1 45°. Als Erstreckungsebene ist dabei bevorzugt eine Ebene zu verstehen, in welcher sich der Tragarm in der Hauptsache erstreckt, also in welcher der Tragarm die größte Längenausdehnung aufweist. Die Erstreckungsebene muss nicht notwendigerweise horizontal ausgerichtet sein. In einigen Fäl len können die Tragarme nicht nur um eine vertikale Achse verschwenkt werden, sondern auch um eine horizontal ausgerichtete Achse gekippt werden, so dass die Erstreckungsebene auch in einem Winkel von z.B. 0 bis 45° zur horizontal ausgerichteten Ebene ausgerichtet sein kann.
Bevorzugt ist die Sensoreinrichtung an einer Seitenfläche des Tragarms angeordnet, also einer Fläche, welche bei einer Deckenaufhängung der Stativvorrichtung und bei einer zu- mindest annähernd horizontalen Ausrichtung des Tragarms zumindest annähernd in horizontaler Richtung ausgerichtet ist. Die Seitenfläche weist bevorzugt zur Seite in einer Ebene senkrecht zu einer (vertikalen) Schwenkachse des Tragarms. Die Seitenfläche weist also typischerweise nicht nach oben zur Decke oder nach unten zum Boden des Operationssaals.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die mindestens eine Sensoreinrichtung ein Infra- rotsensor. Ein Infrarotsensor ist bevorzugt an einer Seitenfläche des Tragarms angeordnet und weist in unterschiedlichen Raumrichtungen bevorzugt unterschiedliche Erfassungswinkel auf. Bevorzugt weist die Stativvorrichtung mindestens zwei am mindestens einen Tragarm angeordnete Infrarotsensoren auf, die insbesondere an einer oder beiden Seiten des Tragarms angeordnet sind.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Stativvorrichtung höhenverstellbar, wobei die mindestens eine Sensoreinrichtung an der medizintechnischen Einrichtung angeordnet ist, und wobei die Sensoreinrichtung eingerichtet ist, einen Erfassungsbereich zu überwachen, welcher kegelförmig ist, insbesondere kegelförmig mit einem Öffnungswinkel größer 45°, bevorzugt zwischen 60° und 90°, weiter bevorzugt zwischen 70° und 85°. Als Öffnungswinkel ist dabei, bevorzugt am Beispiel einer Kegelgeometrie erläutert, das Doppelte des Winkels zwischen den Mantellinien und der Achse eines Drehkegels zu verstehen. Ein derartiger Öffnungswinkel kann einen großen Erfassungsbereich sicherstellen. Es kann mittels eines einzigen Sensors ein großer Bereich erfasst werden, insbesondere gemäß dem Prinzip einer Rundumsicht-Kamera, welche den gesamten Bereich vor der Kamera in 360° überwachen kann.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die mindestens eine Sensoreinrichtung ein an einer Unterseite der medizintechnischen Einrichtung angeordneter Ultraschallsensor. Bevorzugt liegt der Öffnungswinkel des Ultraschallsensors im Bereich von 130° bis 1 80°, weiter bevorzugt im Bereich von 140° bis 1 75°, besonders bevorzugt im Bereich von 1 50° bis 1 70°. Gemäß einer Variante sind an der Unterseite mindestens zwei Ultraschallsensoren angeordnet, insbesondere versetzt zueinander, und insbesondere für den Fall dass die Unterseite uneben ist und ein einzelner Sensor den gesamten unteren Bereich nicht überwachen kann, selbst für den Fall dass er einen Öffnungswinkel von 1 80° oder mehr aufweist.
Gemäß einer Variante mehrere Sensoreinrichtungen vorgesehen, welche an einer Unterseite und/oder Oberseite der medizintechnischen Einrichtung bzw. der Tragarme angeordnet sind, wahlweise in Kombination mit an einer Seitenfläche der Tragarme angeordneten Sensoreinrichtungen. Hierdurch kann die Überwachung auf noch genauerer Weise erfolgen, auch bei vertikal verlagerbaren Vorrichtungen bzw. Armen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Stativvorrichtung eine Anzeigeeinrichtung mit mindestens einem Anzeigeelement auf, welches zumindest am Tragsystem angeordnet ist und eingerichtet ist, ein akustisches und/oder visuelles Signal auszugeben. Diese Art von Signalen können von einem Bediener auch erkannt werden, ohne dass der Bediener in Kontakt mit der medizintechnischen Einrichtung ist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Stativvorrichtung eine Anzeigeeinrichtung mit mindestens einem Anzeigeelement auf, welches zumindest an der medizintechnischen Einrichtung, insbesondere an einem Griff und/oder einer Taste, angeordnet ist und eingerichtet ist, ein haptisches Signal, insbesondere ein Vibrieren, auszugeben. Hierdurch kann ein Be- diener auch ohne Sichtkontakt zur Stativvorrichtung oder bei einem hohen Geräuschpegel unmissverständlich darauf hingewiesen werden, dass eine Kollision droht.
Bevorzugt sind mehrere Anzeigelemente vorgesehen, welche an einem jeweiligen Tragarm bzw. an der medizintechnischen Einrichtung angeordnet sind. Weiter bevorzugt sind An- Zeigeelemente an beiden jeweiligen Enden eines jeweiligen Tragarms angeordnet. Die Steuerungseinrichtung ist bevorzugt eingerichtet, die Anzeigeeinrichtung bzw. die Anzeigeelemente derart anzusteuern, dass an derjenigen Position der Stativvorrichtung ein Warnsignal ausgegeben wird, an welcher eine Kollision droht. Hierdurch kann einem Bediener eine Kollisionsgefahr noch deutlicher kenntlich gemacht werden.
Die zuvor genannte Aufgabe wird auch durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs gelöst. Dieses Verfahren zum Überwachen einer in einem Operationssaal angeordneten Stativvorrichtung hinsichtlich einer Kollision, insbesondere einer erfindungsgemäßen Stativvorrichtung, ist durch die folgenden Schritte gekennzeich- net:
- Erfassen eines Hindernisses in einem Aktionsradius der Stativvorrichtung mittels mindestens einer Sensoreinrichtung, insbesondere Erfassen einer Relativposition mindestens eines Tragarms der Stativvorrichtung und/oder einer medizintechnischen Einrichtung der Stativvorrichtung, jeweils relativ zu weiteren im Operationssaal angeordneten Hindernissen;
- Auswerten einer Relativposition der Stativvorrichtung relativ zum Hindernis mittels einer Steuerungseinrichtung;
- Anzeigen einer zu einer Kollision mit dem Hindernis führenden Relativbewegung in Abhängigkeit der Relativposition mittels mindestens einer Anzeigeeinrichtung, insbesondere einer an der Stativvorrichtung angeordneten Anzeigeeinrichtung; und/oder
- aktives Verhindern einer Kollision mit dem Hindernis mittels der Steuerungseinrichtung, insbesondere durch Ansteuern einer Bremseinrichtung und/oder einer Antriebseinrichtung der Stativvorrichtung.
Das aktive Verhindern kann ein Ansteuern mindestens eines Antriebs einer Antriebseinrichtung oder Ansteuern mindestens einer Bremse einer Bremseinrichtung umfassen, jeweils zum Aufstoppen der Stativvorrichtung. Durch einen derartigen Eingriff in den Bedienablauf kann eine Kollision aktiv verhindert werden, insbesondere für den Fall dass der Bediener nicht schnell genug reagieren kann, z.B. weil er nur eine Hand frei hat.
Gemäß einer Variante erfolgt das Erfassen und/oder Auswerten kontinuierlich, d.h. permanent, ohne Zeitunterbrechung. Bevorzugt erfolgt das Erfassen und/oder Auswerten dann kontinuierlich, wenn eine Bewegung der Stativvorrichtung erfolgt. Hierzu kann die Stativvorrichtung Bewegungssensoren, insbesondere in den Drehgelenken angeordnete Bewegungssensoren aufweisen, welche mit der Steuerungseinrichtung verbunden sind.
In den nachfolgenden Zeichnungsfiguren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei- spielen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 in schematischer Darstellung in einer perspektivischen Seitenansicht eine
Stativvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; Figur 2 in schematischer Darstellung in perspektivischer Ansicht von unten die in
Figur 1 gezeigte Stativvorrichtung; in schematischer Darstellung in einer perspektivischen Seitenansicht eine Stativvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel; in schematischer Darstellung in einer perspektivischen Seitenansicht eine Stativvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel; und in schematischer Darstellung Verfahrensschritte eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. In der Figur 1 ist eine Stativvorrichtung 1 gezeigt, die ein Tragsystem 10 mit einer Montageeinrichtung 1 1 , insbesondere einem Deckenflansch, und einem ersten Tragarm 13 sowie einem zweiten Tragarm 14 aufweist. Der erste Tragarm 13 ist am Deckenflansch 1 1 in einem Drehgelenk 12.1 gelagert, und der zweite Tragarm 14 ist am ersten Tragarm 13 in einem Drehgelenk 12.2 gelagert. Am Tragsystem 10 ist eine medizintechnische Einrichtung 20 angeordnet, insbesondere gelagert am zweiten Tragarm 14 in einem weiteren Drehgelenk 12.3. Die Einrichtung 20 kann als Versorgungskonsole bezeichnet werden, die mittels eines Trägers 21 , insbesondere einem Konsolenrohr, am zweiten Tragarm 14 gelagert ist. Die Versorgungseinheit 20 weist zwei Griffe 22 auf, mittels welchen ein Bediener die Versorgungseinheit manuell verlagern kann. An der Versorgungskonsole 20 sind ferner Bedien- tasten 23 angeordnet. Die Stativvorrichtung 1 weist ferner eine Steuerungsvorrichtung 30 auf, welche im gezeigten Beispiel am ersten Tragarm 1 3 angeordnet ist. Die Steuerungsvorrichtung 30 ist mit mehreren Sensoreinrichtungen 31 verbunden, welche sowohl am ersten Tragarm 1 3 als auch am zweiten Tragarm 14 angeordnet sind, insbesondere in einem zumindest annähernd gleichen Abstand zueinander. Die Sensoreinrichtungen 31 sind an einer jeweiligen Seitenfläche des jeweiligen Tragarms angeordnet. Die Seitenflächen weisen in Richtung der X-Z-Ebene und sind zumindest annähernd in der X- Y-Ebene bzw. parallel dazu ausgerichtet. Bevorzugt handelt es sich bei den Sensoren 31 um Infrarotsensoren. Ferner weist die Stativvorrichtung 1 eine Anzeigeeinrichtung 40 auf, welche mehrere Ausgabeelemente 41 , 42 umfasst. Einige der Ausgabeelemente 41 sind dabei im Bereich der Drehge- lenke 12.1 , 12.2, 12.3 angeordnet, und zwei Ausgabeelemente 42 sind am Griff 22 angeordnet. Die Ausgabeelemente 42 sind bevorzugt haptischer Natur, und insbesondere eingerichtet, eine Vibration am Griff 22 auszulösen. Die Ausgabeelemente 42 können z.B. als einzelne vibrierende Tasten bzw. Griffflächen ausgeführt sein. Als haptische Aktoren kön- nen z.B. Motoren eingesetzt werden, welche eine Unwucht aufweisen, oder Piezo- Scheiben. Die anderen Ausgabeelemente 41 sind bevorzugt visueller und/oder akustischer Art. Die Stativvorrichtung 1 ist eingerichtet, mindestens ein Hindernis im Aktionsradius der Stativvorrichtung zu erfassen und einem Bediener die Möglichkeit einer Kollision mit einem Hindernis (nicht dargestellt) anzuzeigen. Hierzu können die Sensoreinrichtungen 31 einen Abstand zu einem Hindernis und/oder eine Bewegung des Tragsystems 10 bzw. der Konsole 20 erfassen, und ein entsprechendes Sensorsignal an die Steuerungsvorrichtung 30 ausge- ben. Die Steuerungsvorrichtung 30 kann daraufhin auswerten, ob eine Relativposition bzw. -bewegung des Tragsystems 10 bzw. der Konsole 20 zu einer Kollision mit einem Hindernis führen könnte. Für den Fall einer vorliegenden Kollisionsgefahr kann die Steuerungsvorrichtung 30 daraufhin die Anzeigeeinrichtung 40 anweisen, an mindestens einem der Ausgabeelemente 41 , 42 die Kollisionsgefahr anzuzeigen. Dies kann visuell und/oder akustisch und/oder auf haptische Weise, insbesondere durch Vibrieren, erfolgen.
In der Figur 1 ist ferner ein Koordinatensystem gezeigt, welches mit der X-Z-Ebene eine Haupterstreckungsebene der Tragarme 1 3, 14 andeutet. Die Sensoren 31 weisen in der X-Z- Ebene einen großen Erfassungswinkel auf, nämlich einen großen Azimut- bzw. Horizontal- winkel, und in einer vertikalen Richtung, also in Y-Richtung bzw. in einer X-Y-Ebene, bevorzugt nur einen kleinen Erfassungswinkel (kleiner Vertikalwinkel). Hierdurch kann vermieden werden, dass die am ersten Tragarm 13 angeordneten Sensoren den zweiten Tragarm 14 als Hindernis erkennen, und umgekehrt. In der Figur 2 ist die Stativvorrichtung 1 von einer Unterseite her gezeigt. Es ist erkennbar, dass eine weitere Sensoreinrichtung 32 an einer Unterseite der Konsole 20 angeordnet ist. Bei dieser Sensoreinrichtung handelt es sich bevorzugt um einen Ultraschallsensor mit einem großen Erfassungswinkel, insbesondere kegelförmigen Öffnungswinkel. Auch dieser Sensor 32 ist mit der Steuerungsvorrichtung 30 verbunden und eingerichtet, ein Signal an die Steuerungsvorrichtung auszugeben, sobald ein Hindernis im Erfassungsbereich des Sensors 32 erkannt wird. Der Erfassungswinkel des Ultraschallsensors 32 kann sehr viel größer gewählt werden als derjenige der Sensoren 31 (zumindest als der Vertikalwinkel), da an der Unterseite der Konsole 20 keine weiteren Komponenten der Stativvorrichtung 1 vorhanden sind.
Im Zusammenhang mit der Beschreibung der folgenden Figuren wird bei Bezugszeichen, die nicht explizit erläutert werden, auf das Ausführungsbeispiel der Figur 1 verwiesen.
In der Figur 3 ist eine Stativvorrichtung 1 gezeigt, welche zusätzlich zu den in Figur 1 und 2 gezeigten Komponenten auch eine Bremseinrichtung 50 aufweist, die eine erste Bremse 51 und eine zweite Bremse 52 umfasst. Die Bremseinrichtung 50 ist mit der Steuerungsvorrich- tung 30 verbunden, und die beiden Bremsen 51 , 52 sind jeweils in einem der Drehgelenke 12.1 , 12.2 angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann die Steuerungsvorrichtung für den Fall einer Kollisionsgefahr aktiv in den Bewegungsablauf eingreifen und die Bewegung der Stativvorrichtung 1 blockieren. Hierzu ist die Steuerungsvorrichtung eingerichtet, die erste Bremse 51 und/oder die zweite Bremse 52 zum Ausüben einer Bremskraft auf das je- weilige Gelenk anzusteuern, also das entsprechende Drehgelenk zu blockieren.
In der Figur 4 ist eine Stativvorrichtung 1 gezeigt, welche zusätzlich zu den in der Figur 3 gezeigten Komponenten auch eine Antriebseinrichtung 60 aufweist, welche einen ersten Drehantrieb 61 und einen zweiten Drehantrieb 62 umfasst. Die Antriebseinrichtung ist mit der Steuerungsvorrichtung 30 verbunden und eingerichtet, eine Bewegung des Tragsystems 10 zu bewirken. Mit anderen Worten handelt es sich bei der Stativvorrichtung 1 um eine motorisch verlagerbare Stativvorrichtung 1 . In Reaktion auf eine mittels der Steuerungsvorrichtung 30 erkannte Kollisionsgefahr kann die Antriebseinrichtung 60 abgestellt bzw. gestoppt werden, so dass eine motorische Verlagerung des Tragsystems 10 unterbunden wird. Wahlweise kann die Antriebseinrichtung 60 auch derart angesteuert werden, dass ein Hindernis aktiv umfahren wird. Hierdurch kann vermieden werden, dass die Stativvorrichtung 1 komplett aufgestoppt wird. Diese Variante ist besonders bedienerfreundlich, da eine Sollposition auch dann erreicht werden kann, wenn ein Hindernis im Wege ist. Mit anderen Worten ist die Steuerungsvorrichtung 30 eingerichtet, die Antriebseinrichtung 60 derart anzu- steuern, dass beim Verlagern in eine Sollposition ein Hindernis entgegen der Richtungsvorgabe eines Bedieners aktiv und autonom umfahren wird. In der Figur 5 sind Verfahrensschritte eines Verfahrens zum Überwachen einer in einem Operationssaal angeordneten Stativvorrichtung hinsichtlich einer Kollision gezeigt. Das Verfahren umfasst mindestens drei Schritte, darunter den ersten Schritt S1 , den zweiten Schritt S2 und den dritten Schritt S3 und/oder den vierten Schritt S4. Das Verfahren kann sowohl nach dem dritten Schritt S3 als auch nach dem vierten Schritt S4 beendet werden. Mit anderen Worten kann wahlweise der weitere dritte Schritt S3 und/oder der weitere vierte Schritt S4 vorgesehen sein. Der erste Schritt Sl entspricht bevorzugt einem Erfassen einer Relativposition mindestens eines Tragarms der Stativvorrichtung und/oder einer medizintechnischen Einrichtung der Stativvorrichtung, jeweils relativ zur Umgebung, insbesondere relativ zu weiteren im Operationssaal angeordneten Hindernissen, mittels mindestens einer Sensoreinrichtung. Allgemein kann auch zunächst nur ein Hindernis in einem Aktionsradius der Stativvorrichtung erfasst werden. Der zweite Schritt S2 entspricht einem Auswerten einer bzw. der erfassten Relativposition mittels einer Steuerungseinrichtung. Der dritte Schritt S3 entspricht einem Anzeigen einer zu einer Kollision mit den Hindernissen führenden Re- lativbewegung in Abhängigkeit der erfassten Relativposition mittels mindestens einer Anzeigeeinrichtung, insbesondere einer an der Stativvorrichtung angeordneten Anzeigeeinrichtung. Das Anzeigen der kritischen Relativbewegung kann z.B. durch irgendein Warnsignal erfolgen, welches nicht notwendigerweise optischer Art sein muss. Der vierte Schritt S4 entspricht einem aktiven Verhindern einer Kollision, insbesondere durch Ansteuern einer Bremseinrichtung und/oder einer Antriebseinrichtung der Stativvorrichtung.
Bezugszeichen liste
I Stativvorrichtung, insbesondere Decken Stativvorrichtung
10 Tragsystem
I I Montageeinrichtung, insbesondere Deckenflansch
12.1 (erstes) Drehgelenk
12.2 zweites Drehgelenk
12.3 drittes Drehgelenk
13 (erster) Tragarm
14 zweiter Tragarm
20 medizintechnische Einrichtung, insbesondere Versorgungskonsole
21 Träger, insbesondere Konsolenrohr
22 Griff
23 Taste
30 Steuerungsvorrichtung
31 Sensoreinrichtung, insbesondere Infrarotsensor
32 Sensoreinrichtung, insbesondere Ultraschallsensor
40 Anzeigeeinrichtung
41 Ausgabeelement, insbesondere visuelles und/oder akustisches Ausgabeelement
42 Ausgabeelement, insbesondere haptisches Ausgabeelement
50 Bremseinrichtung
51 (erste) Bremse
52 zweite Bremse
60 Antriebseinrichtung
61 (erster) Drehantrieb
62 zweiter Drehantrieb S1 erster Schritt
52 zweiter Schritt
53 dritter Schritt
54 vierter Schritt

Claims

Patentansprüche
1 . Stativvorrichtung (1 ) zur Anordnung in einem Operationssaal und zum örtlichen Verlagern einer medizintechnischen Einrichtung (20) im Operationssaal, umfassend
- die medizintechnische Einrichtung (20);
- ein Tragsystem (10) umfassend eine Montageeinrichtung (1 1 ) und mindestens einen daran bewegbar, insbesondere schwenkbar in einem Drehgelenk (12.1 , 12.2, 12.3), gelagerten Tragarm (13, 14), wobei die medizintechnische Einrichtung am Tragarm befestigt ist und in einem Aktionsradius entsprechend dem Bewegungsfreiheitsgrad des Tragsystems verlagerbar ist;
dadurch gekennzeichnet, dass die Stativvorrichtung (1 ) eingerichtet ist, mindestens ein Hindernis im Aktionsradius der Stativvorrichtung zu erfassen und eine mögliche Kollision mit dem Hindernis anzuzeigen und/oder zu verhindern.
2. Stativvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stativvorrichtung mindestens eine Sensoreinrichtung (31 , 32) zum Erfassen der Relativposition des mindestens einen Tragarms (1 3, 14) und/oder der medizintechnischen Einrichtung (20) sowie eine mit der mindestens einen Sensoreinrichtung verbundene Steuerungseinrichtung (30) zum Auswerten der erfassten Relativposition aufweist.
3. Stativvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (30) mit einer Anzeigeeinrichtung (40) zum Anzeigen einer zu einer Kollision mit dem Hindernis führenden Relativbewegung verbunden ist.
4. Stativvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stativvorrichtung mindestens eine Bremseinrichtung (50) aufweist, welche mit der Steuerungseinrichtung (30) verbunden ist, und welche mittels der Steuerungseinrichtung derart ansteuerbar ist, dass eine Bewegung des Tragsystems (10) bei einer zu einer Kollision führenden Relativbewegung zumindest teilweise blockierbar ist.
5. Stativvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stativvorrichtung (1 ) mindestens eine Antriebseinrichtung (60) aufweist, welche mit der Steuerungseinrichtung (30) verbunden ist, und welche mittels der Steuerungseinrichtung derart ansteuerbar ist, dass eine Bewegung des Tragsystems (10) bei einer zu einer Kollision* führenden Relativbewegung beeinflussbar ist.
Stativvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stativvorrichtung eine Mehrzahl von Sensoreinrichtungen (31 , 32) aufweist, wobei die Sensoreinrichtungen (31 , 32) am mindestens einen Tragarm (13, 14) und/oder an der medizintechnischen Einrichtung (20) angeordnet sind.
Stativvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stativvorrichtung mindestens eine Sensoreinrichtung (31 , 32) aus der Gruppe umfassend die folgenden Sensoreinrichtungen aufweist: Infrarotsensor, Ultraschallsensor, kapazitiver Sensor, induktiver Sensor, Radarsensor.
Stativvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stativvorrichtung mindestens zwei Tragarme (1 3, 14) aufweist, an welchen jeweils eine Mehrzahl von Sensoreinrichtungen (31 , 32), insbesondere zwei, drei oder vier Sensoreinrichtungen, angeordnet sind, bevorzugt beidseitig und gegenüberliegend an Seitenflächen des jeweiligen Tragarms (13, 14).
Stativvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils mindestens eine Sensoreinrichtung (31 ) am mindestens einen Tragarm (13, 14) angeordnet ist, wobei der Tragarm zumindest schwenkbar gelagert ist, und wobei die mindestens eine Sensoreinrichtung (31 ) eingerichtet ist, einen Erfassungsbereich zu überwachen, welcher in einer Erstreckungsebene des Tragarms (13, 14) einen größeren Erfassungswinkel aufweist als in einer Ebene senkrecht zur Erstreckungsebene.
Stativvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Sensoreinrichtung ein Infrarotsensor (31 ) ist. Stativvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stativvorrichtung höhenverstellbar ist, wobei die mindestens eine Sensoreinrichtung (32) an der medizintechnischen Einrichtung angeordnet ist, und wobei die Sensoreinrichtung eingerichtet ist, einen Erfassungsbereich zu überwachen, welcher kegelförmig ist, insbesondere kegelförmig mit einem Öffnungswinkel größer 45°, bevorzugt zwischen 60° und 90°, weiter bevorzugt zwischen 70° und 85°.
Stativvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Sensoreinrichtung ein an einer Unterseite der medizintechnischen Einrichtung (20) angeordneter Ultraschallsensor (32) ist.
Stativvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stativvorrichtung eine Anzeigeeinrichtung (40) mit mindestens einem Anzeigeelement (41 , 42) aufweist, welches zumindest am Tragsystem angeordnet ist und eingerichtet ist, ein akustisches und/oder visuelles Signal auszugeben.
Stativvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stativvorrichtung eine Anzeigeeinrichtung (40) mit mindestens einem Anzeigeelement (41 , 42) aufweist, welches zumindest an der medizintechnischen Einrichtung, insbesondere an einem Griff und/oder einer Taste, angeordnet ist und eingerichtet ist, ein haptisches Signal, insbesondere ein Vibrieren, auszugeben.
Verfahren zum Überwachen einer in einem Operationssaal angeordneten Stativvorrichtung hinsichtlich einer Kollision, insbesondere einer Stativvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Schritte:
- Erfassen eines Hindernisses in einem Aktionsradius der Stativvorrichtung (1 ) mittels mindestens einer Sensoreinrichtung (31 , 32);
- Auswerten einer Relativposition der Stativvorrichtung relativ zum Hindernis mittels einer Steuerungseinrichtung (30);
- Anzeigen einer zu einer Kollision mit dem H indernis führenden Relativbewegung in Abhängigkeit der Relativposition mittels mindestens ei ner Anzeigeein- richtung (40), insbesondere einer an der Stativvorrichtung angeordneten Anzeigeeinrichtung; und/oder
- aktives Verhindern einer Kollision mit dem Hindernis mittels der Steuerungseinrichtung (30), insbesondere durch Ansteuern einer Bremseinrichtung (50) und/oder einer Antriebseinrichtung (60) der Stativvorrichtung.
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