EP4014103A1 - Interface für ein medizinisches gerät mit einem adaptiven betätigungssensor - Google Patents

Interface für ein medizinisches gerät mit einem adaptiven betätigungssensor

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Publication number
EP4014103A1
EP4014103A1 EP20757867.5A EP20757867A EP4014103A1 EP 4014103 A1 EP4014103 A1 EP 4014103A1 EP 20757867 A EP20757867 A EP 20757867A EP 4014103 A1 EP4014103 A1 EP 4014103A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
display
interface
operating elements
sensor
medical device
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.)
Pending
Application number
EP20757867.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Florian Bauer
Christian Schleicher
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.)
B Braun Avitum AG
Original Assignee
B Braun Avitum AG
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 B Braun Avitum AG filed Critical B Braun Avitum AG
Publication of EP4014103A1 publication Critical patent/EP4014103A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Definitions

  • the present invention relates to an interface for a medical device, in particular an extracorporeal blood treatment machine or a dialysis machine, with a display for displaying display operating elements and basic operating elements which are provided in addition to the display.
  • Medical devices in particular extracorporeal blood treatment machines or dialysis machines, have display devices and input elements, hereinafter also referred to as interfaces, which are necessary for information output and for operation by the user. These interfaces are subject to a wide range of requirements and conditions, particularly with regard to operational safety and disinfectability.
  • buttons / buttons must be protected against biological contamination and at the same time be compatible with aggressive disinfectants. This can be achieved by choosing push buttons that already meet these requirements, or by protecting them with a suitable disinfectable film.
  • a front panel is provided in which snap fasteners are used, which are attached behind a sealed plastic film.
  • the film is semi-transparent at the points of the buttons, around the buttons through integrated LEDs to be able to highlight.
  • Such a machine can also be operated using a resistive touch display. This is embedded in the housing and is also protected by a disinfectable film. Leaks when attaching the plastic film can give chemical and biological substances the opportunity to get behind the film and, if necessary, damage or lock the push buttons / touch screen.
  • buttons there are separate spaces for status LEDs.
  • the main control panel on all machines is a touch display (capacitive or resistive) embedded in the housing.
  • the touch functionality is directly linked to the display function.
  • the recessed display can function incorrectly if it is very dirty.
  • liquid can easily collect and settle, which makes cleaning and disinfection more difficult and can possibly also lead to a defect in the display.
  • these machines can only be operated using the push buttons mentioned.
  • a defect in the display results in a complete deactivation of the touch functionalities and leads to a cumbersome and patient-unfriendly termination of the therapy.
  • Another disadvantage of a touch display is that operation of the same with gloves may not be recognized.
  • buttons are mechanical components which are therefore also subject to mechanical wear.
  • a resistive touch function which is exposed to physical stress (due to touch).
  • Touch displays can wear out over time and with active use, in that imprint points or errors in touch recognition appear. Improper or even brutal operation of the buttons and / or the touch display can damage them, which makes it necessary to replace the entire front panel.
  • assembly or replacement of such a front panel or interface is complex, since there are several Assemblies (e.g. electromechanical assemblies, LEDs, button-Z button housings, the cover film, resistive touch functional elements and the display) must be used / installed during assembly.
  • electrical switches must be debounced on the hardware and / or software side. Buttons that have already been debounced are expensive, among other things.
  • the object on which the present invention is based is based.
  • an interface for a medical device is to be provided which is functionally reliable and / or difficult to damage and / or easy to use and / or easy to clean.
  • the object on which the invention is based is achieved by an interface for a medical device, in particular an extracorporeal blood treatment machine or a dialysis machine, with a display for displaying display operating elements, basic operating elements, which in addition to the Display are provided, and an optical actuation sensor or actuation sensor system, which is adapted to detect an interaction, in particular a touch, of a user with the display operating elements of the display and with the basic operating elements arranged in a plane therefor which can be partially activated or deactivated / which is configured to be partially activated or deactivated.
  • the actuation sensor (also referred to as a sensor) is provided and set up to detect the detection of the interaction of the user with the display control elements and the basic control elements in a targeted manner and / or to stop it in areas, or in other words, the Ignore interaction in certain areas of the interface.
  • the actuation sensor monitors both an area of the display and an area next to the display on which the basic operating elements are arranged and (optionally) detects interactions of the user in the monitored areas.
  • the basic idea of the present invention is therefore that by using a positioning sensor (as a touch element) in combination with a normal display, mechanical loads, faulty or wearing components, possible leaks due to incorrect assembly and problems with disinfecting the monitor / interface are avoided should be.
  • the optical and adaptively switchable positioning sensor / actuation sensor for smooth surfaces enables touch or proximity detection on any smooth surface without necessarily having to touch it directly.
  • the task is performed by an interface with an optical actuation sensor (sensor device) or an optical touch / proximity sensor and a number of control elements provided on and next to a display (in particular a display without touch sensors integrated into the display surface) solved, which are optionally and preferably independently monitored by the optical actuation sensor in order to monitor certain areas or operating elements depending on the therapy or situation and to detect their actuation.
  • an adaptive, purely optical actuation sensor can prevent actuation of specific, optionally deactivated input surfaces or operating elements, or on the other hand, an actuation of specific, optionally activated input surfaces or operating elements are permitted if these are required.
  • the interface preferably has a controller which compares the data of the optical actuation sensor and possibly additionally provided sensors with information regarding a position of the display and basic operating elements in order to evaluate or recognize an input from a user.
  • the positions of the operating elements in particular the basic operating elements, can be stored in a memory of the controller as fixed location data (position data / data relating to a fixed position of the operating elements on the medical device or the interface).
  • the positions of the display operating elements can be compared with data from a display control when an actuation of a user in the area of the display is detected by the optical actuation sensor.
  • the ability to partially activate and deactivate can also be controlled by the controller, either by switching parts of the optical actuation sensor (s) on and off immediately, which is particularly energy-saving, or by only using parts of the optical actuation sensor (s) recorded data can be evaluated, which may allow a more precise measurement.
  • the optical actuation sensor can use any technology that is sufficiently precise and suitable for the detection of touches or proximity on a flat or planar detection surface.
  • the sensor is in particular a non-contact functioning sensor. It is expedient if the sensor is provided as a separately designed element that is separate from the display andZ or the operating elements (ie it is not integrated into the display andZ or the operating elements). In other words, the sensor preferably monitors an area immediately in front of the display and the operating elements. Components of the sensor are preferably arranged next to or in the vicinity of the display and the operating elements Z of the interface, or in other words, they do not overlap, in such a way that a user does not touch the components of the sensor Z to operate the display and the operating elements can't just accidentally get on it.
  • components of the sensor can be placed on the side and Z or above and Z or below the display and the operating elements be arranged.
  • Components of the sensor for example an emitter and an associated receiver, are preferably arranged on opposite sides of the display and the operating elements.
  • the basic operating elements can provide functional surfaces on the edges of the interface or around the display. These can, for example, perform general operating functions, such as an on / off switch (power button), an input confirmation switch (enter button) and a plus / minus switch, or basic functions that are required for each corresponding medical device are necessary. Using the example of a dialysis machine, this can be a start / stop switch for a blood pump and / or an acknowledgment switch for incoming alarms (confirmation or deactivation of the alarm). Furthermore, a small mouse pad or (quick) function switch Z buttons can be provided, e.g. for connecting or disabling a bypass, putting a patient down or emptying a bicarbonate cartridge.
  • general operating functions such as an on / off switch (power button), an input confirmation switch (enter button) and a plus / minus switch, or basic functions that are required for each corresponding medical device are necessary.
  • this can be a start / stop switch for a blood pump and / or an acknowledgment
  • the basic control elements can be positioned in almost any position (near the display). For example, because known pushbuttons can be dispensed with, since actuation of the basic operating elements is detected by the optical actuation sensor, fewer components advantageously have to be installed or replaced if damaged.
  • a normal display display (which has no touch functionality) can be used, on which there is no unnecessary pressure by a user must be applied and which is therefore subject to less wear and tear and a lower probability of damage.
  • a normal display which has no touch functionality
  • savings in terms of the display (monitor) are possible since a normal display can be used instead of a touch display.
  • operation with gloves which would be problematic with a touch display, is easily possible with the interface according to the invention. The touch function and the display are thus separated for better robustness and error detection.
  • Another advantage is that the problem of the known devices described above can be avoided, according to which in the event of a display failure the touch function would either still be active, which would represent an inadmissible operability without visual feedback, or according to which the touch would be completely deactivated, which would limit the usability to the electro-mechanical printing elements.
  • the touch / proximity functionality provided by the optical actuation sensor can be adapted to the present situation, more precisely limited to the functioning parts of the interface, whereby usability continues is ensured.
  • the present invention provides a robust, functionally reliable touch recognition through an optical actuation sensor module / an optical actuation sensor which is functional on all smooth surfaces.
  • the display control elements or the display and the basic control elements can be switched adaptively separately or in groups by partially activating or deactivating the optical actuation sensor.
  • the optical actuation sensor which monitors the interface area with regard to an actuation by a user, can hide certain interface subareas and in this way ignore an interaction of a user with one of these subareas.
  • various operating zones can be switched on and off adaptively on the entire monitor surface. Accordingly, the possibility of misuse by a user can be reduced.
  • the optical actuation sensor can be deactivated for all areas except for the fields required for this input, so that a user cannot continue operating the device without entering these parameters.
  • operating elements can be switched on as required, which ensures redundant safety. For example, operating functions are guaranteed in this way if one of the (three) monitor components fails (optical actuation sensor, display and a capacitive proximity sensor, which will be described in more detail later).
  • the optical actuation sensor is set up to be able to be deactivated in the event of an at least partial failure of the display in the area of the display or a corresponding sub-area thereof. In this way, a user can be prevented from making entries on the display which is no longer functioning correctly.
  • the provision of adaptive activatability and deactivability or the possibility of ignoring / deactivating certain parts of the area monitored by the optical actuation sensor serves to safeguard the functionality of the interface and enables the medical device to be used even if the display fails safe to use.
  • the medical device can be set up in such a way that it can only be operated using the basic operating elements and without the display, at least in such a way that an ongoing therapy can be concluded safely and preferably regularly. This is particularly advantageous because in this way, even in the event of a failure or a defect in the display, the medical device can still be operated sufficiently to complete a therapy in a manner that does not impair or disturb the patient, or only slightly.
  • the optical actuation sensor preferably has a sensor that runs parallel to the display and the basic operating elements
  • Sensor panel / sensor level / sensor surface which / s extends in such a way that a detection surface spanned by the actuation sensor overlays the display and the basic operating elements, in particular covering a side of the display and the basic operating elements facing the user / parallel to it over the display and the Basic controls.
  • a length of the sensor panel can correspond to at least one extension of the display and the basic operating elements and preferably correspond to the entire length of the interface.
  • the sensor panel also preferably covers the entire interface.
  • a detection area is created over the entire area below the sensor module, via several optical emitters, which is checked for interruptions by several sensors in the same module.
  • an infrared area or detection area provided / spanned by infrared emitters can be used. If an object or finger interrupts the surface, the module (the optical actuation sensor) determines the exact position, shape and direction of movement. This position data can then be interpreted and traced back to stored functions (touch recognized).
  • the basic operating elements or front panel elements are two-dimensional markers, in particular prints or stickers, on a housing section of the medical device, which do not have any mechanical or electrical components per se.
  • the front panel elements can be implemented by simple printing, in particular without further (exposed) electronics and / or mechanics. A lasered or etched marking is also conceivable. This means that the basic operating elements per se, with which a user interacts and which environmental influences such as disinfectants, germs, etc. could be exposed, have essentially the same stability as the housing section itself and a protective film can be dispensed with .
  • an optical actuation sensor is provided which only requires a line of sight to the basic operating elements to detect an actuation.
  • capacitive proximity sensors are attached behind the corresponding markers. If the imprint or sticker forming the marker / basic operating element or its colors are worn and no longer properly recognizable, it is advantageous if they are designed in such a way that they can be easily replaced, in particular without the entire housing section to have to exchange. It is further preferred that capacitive proximity sensors are arranged behind the basic operating elements, which are operated or connected in parallel to the actuation sensor or, in particular in the event of failure of the same, instead of the actuation sensor. In other words, as a redundant measure, the front panel elements can be expanded with capacitive touch surfaces in order to ensure expanded operability in the event of possible component failures.
  • the capacitive proximity sensors are based, for example, on what is known as CapSense technology (“capacitive sensing” 7 capacitive sensor technology), which makes it possible to detect approaches and contacts without mechanical components.
  • CapSense technology (“capacitive sensing” 7 capacitive sensor technology)
  • one or more contact / pressure surfaces are provided on a circuit board and coated accordingly, so that a certain capacity is established on the same (the circuit board or the at least one pressure surface).
  • the printing area is divided into two or more sections so that the desired capacity can be set between the sections. If an object or a part of the body is brought near the printing surface, the capacitance between the sections changes. This change can be registered and interpreted by a corresponding microcontroller or a so-called CapSense IC. In this way, keystrokes up to movement patterns such as swipes can be recognized or even mouse pad-like control elements can be implemented.
  • the advantage of the interface according to the invention is that (for the basic operating elements) no electro-mechanical assemblies are necessary for pressing a button. All that is required is a simple integration (the capacitive proximity sensors for the basic operating elements / buttons) on a front panel circuit board that is usually already present. Only a footprint on the PCB (printed circuit board / printed circuit board / circuit board) and a suitable controller are required to integrate all capacitive operating elements. Reliable detection of a key press (or a key touch or approach) is possible and there is no need for mechanical debouncing. The key functions can be easily expanded using the controller used and, if necessary, individually adaptable / assignable. Eventually (in addition to the simple Actuation detection) an extension for motion detection of slide and rotation movements (small touchpad) can also be provided.
  • the capacitive proximity sensors / CapSense elements can serve as a redundant safety feature should the sensor module / optical actuation sensor show a defect.
  • a CapSense mousepad can be used to guarantee somewhat restricted usability that still covers everything (all essential functions).
  • the touch functionality of the sensor module / optical actuation sensor can be deactivated for this area (i.e. for the area of the display) and, if necessary, therapy can still be adequately regulated and ended using auxiliary buttons on the edge of the monitor.
  • operability via the sensor module can still be given / guaranteed.
  • Sensor surfaces i.e.
  • the detection surface of the optical actuation sensor) for the auxiliary keys and the mousepad can only be switched on adaptively in the event of a display defect and otherwise deactivated by the sensor module.
  • the basic operating elements can be activated in parallel with the display operating elements, so that the user can decide how he prefers to operate the medical device.
  • the control of the medical device or a therapy carried out with it can take place via the capacitive proximity sensors. This is still possible even if the display has also failed.
  • the present invention provides multi-level redundancy by replacing the display input and by replacing the optical position detection.
  • Another aspect of the invention relates to a preferably rigid protective pane which is provided in such a way that it extends over an area of the interface having the display.
  • the protective pane preferably lies / extends over a region of the entire interface, that is to say over the entire interface surface, and further preferably lies completely over a housing section of the medical device on which the interface is provided.
  • the (display) display can be installed behind a protective pane, in particular a Plexiglas or glass pane.
  • the protective pane is a plastic plate made of a rigid material.
  • the protective pane is a rigid pane, it is easier to assemble and, for example, in contrast to a film known from the prior art, no folds or cracks can form during assembly.
  • the protective screen is less prone to wear and tear, since it is more stable than a film known from the prior art and, in contrast to this, is not exposed to any pressure or movements, such as the film when the operating elements covered by it are actuated in the form of mechanical snap fasteners.
  • a smooth / even plastic / glass can be disinfected well.
  • a plastic can be selected which is resistant to aggressive disinfectants.
  • the protective screen serves to protect the display from damage, for example from such disinfectants, and from contamination. Likewise, if the protective screen extends over the basic operating elements, it prevents the corresponding imprints or stickers from being worn away by frequent touching by the user.
  • the protective pane completely covers the interface or the entire housing section and is flush with a housing edge or edge, there are no possibilities for leaks or these can at least largely be avoided. In other words, there are no assembly gaps or edges / cuts / grooves / corners that would represent possible leaks and areas that are difficult to disinfect, where, for example, liquids could flow in. If necessary, wear on the printing surfaces (basic operating elements and associated capacitive proximity sensors) can also be prevented, since these are only copper footprints behind the stable protective pane or plastic plate.
  • the selection and interaction of the sensor system of the present invention makes it possible to provide a robust, easy-to-assemble and disinfectable cover or protection for the display and / or basic operating elements.
  • At least one indicator device is provided, in particular in the form of vibration elements and / or LEDs, which give a user feedback, in particular haptic and / or visual feedback, about inputs made and / or messages from the medical device.
  • haptic feedback can be integrated via additional vibration and / or optical signaling.
  • small vibration cells are attached behind or next to the protective pane (glass or plastic plate) or, if necessary, LEDs are provided behind or next to the front panel elements (basic operating elements) for optical feedback.
  • a state that the medical device is ready to initiate the next treatment step can be indicated by a green LED and, on the other hand, an incorrect input can be signaled by a red LED and / or a vibration of the interface.
  • a loudspeaker can be provided as the indicator device.
  • the object on which the invention is based is achieved by a medical device, in particular an extracorporeal blood treatment machine or dialysis machine, with an interface described above.
  • the object on which the invention is based is achieved in that, instead of the front panel pushbuttons and a touch display provided in dialysis machines of the prior art, an optical and adaptive actuation sensor is used, which the exact positioning and gesture recognition of a finger or object and its Allows shape on any smooth surface.
  • the optical actuation sensor (the sensor module) can use any current technology, as long as it guarantees precise detection for an optical and flat sensor surface and can be switched adaptively.
  • no adaptively changeable touch sensor surface and no multi-level redundancy in the event of a fault are described.
  • the idea of the present invention is to use an optical surface for touch detection, which covers the entire monitor and can be activated or deactivated adaptively for certain areas.
  • the operating functionality for the area of the display surface could be deactivated without affecting front panel elements or extended operating panels on the edge of the housing (ie, basic operating elements). Furthermore, due to the redundancy of the capacitive (basic) operating elements, even if the sensor module fails, limited but still sufficient operability of the machine can be guaranteed. In summary, if the display or the touch element fails, the associated failure of the other component can be avoided and redundancy (through IR and CapSense sensors) is guaranteed for safety-relevant control elements of the front panel.
  • Such an adaptive and redundant operating concept which can be used without mechanical interference and on any smooth surfaces, does not exist in the current state of the art.
  • the present invention is based on a monitor concept (interface) which has an optical sensor module (optical actuation sensor) described above, which covers the entire monitor front (the entire interface).
  • Any conventional display technology can be used as a display.
  • Front panel elements and possibly other functional surfaces ie, basic operating elements, which are attached as electromechanical operating buttons in current dialysis machines, are preferably placed on the monitor front (or the housing section on which the interface / monitor concept is arranged) according to the present invention ) symbolically printed and also recognized via the sensor module.
  • these elements can still be stored behind the printed surface via a capacitive touch sensor (CapSense technology).
  • the attached sensor module is able to recognize touch functionalities on the display surface as well as on the surrounding control elements printed on and stored with CapSense and also to implement / process them.
  • the touch function can be switched on and off adaptively for different monitor areas.
  • Help keys or mouse pads (ie, basic operating elements) or the touch functionality of the Displays (ie, display control elements) are separately and adaptively wired.
  • a smooth and robust plastic or glass plate, which is resistant to chemicals and easy to disinfect, can be placed over the entire front of the monitor.
  • FIG. 1 shows a schematic plan view of an interface according to the invention according to an embodiment of the invention.
  • Fig. 2 shows a schematic cross-sectional view of the interface according to the embodiment.
  • buttons are shown in the vicinity of the (directly adjacent) display 3.
  • first buttons 4a which are arranged below the display 3 and, for example, operate basic functions such as switching on and off, confirm / enter, etc.
  • second buttons 4b which are arranged to the right of the display 3 and, for example, as Quick function buttons for functions such as “bypass”, “place patient”, empty cartridge ”, etc.
  • buttons 4a, 4b, 4c are markers that are printed or glued onto the housing section 2 on which the interface 1 is arranged, which mark additional input surfaces for operating the dialysis machine.
  • a sensor panel 5 is attached next to the display 3, in this embodiment above it. This sensor panel 5 extends parallel to an edge of the display 3 and has a length which corresponds at least to the length of the display 3 and the buttons 4c, 4b lying next to it.
  • the sensor panel 5 extends in such a way that both the display 3 and the display control elements possibly displayed on it, as well as the buttons 4a, 4b, 4c, lie to the side of the sensor panel 5 and can be detected by it.
  • the sensor panel 5 can thus detect when a user breaks through the detection surface 6 and at which position this happens in order to touch one of the display operating elements of the display 3 or one of the buttons 4a, 4b, 4c and thus operate the interface 1. By comparing the measurement data of the sensor panel 5 with the known or set positions of the display operating elements and buttons 4a, 4b, 4c, the dialysis machine can accordingly be controlled.
  • Fig. 2 is a schematic cross-sectional view of the interface 1 and illustrates its structure.
  • the display 3 is arranged or recessed on a front side of the housing section 2.
  • the buttons 4a, 4b, 4c are glued or printed on the housing section 2, but are not visible in this view due to their two-dimensional design.
  • capacitive touch sensors 7 are attached in the housing section 2, which serve as redundant sensors for detecting touches or operations of the buttons by a user.
  • indicator devices 8 in particular vibration elements and / or LEDs, are attached or let into the housing section 2 above the display 3 and below the buttons 4a, 4b, 4c.
  • the housing section 2 which has the interface 1 is completely covered by a protective pane 9, preferably made of plexiglass.
  • This protective disk 9 prevents the display 3 and the buttons 4 from becoming soiled, prevents them from being worn or damaged by contact with the user, aggressive disinfectants, etc. and also protects them from excessive forces.
  • Such a protective disk 9 is stable and also easy and quick to attach and clean, in particular since it completely covers the housing section 2.
  • the sensor panel 5 is also attached above the display 3 on a front side of the protective pane 9, in such a way that a detection field 6 is spanned by the optical sensors / emitters arranged therein, which runs directly next to the protective pane 9 and parallel to it and is extends over both the display 3 and the buttons 4a, 4b, 4c.
  • the figures show a possible embodiment variant of the adaptive monitor concept.
  • the display 3 and the operating elements 4a, 4b, 4c are implemented in printed form on the monitor housing 2 and as CapSense elements 7 behind the same.
  • the protective pane in particular a Plexiglas pane 9, is placed over the entire monitor front on which the sensor module 5 is installed. This places an optical sensor surface 6 over the monitor front, which can detect elements as well as their movement and shape if they interrupt the sensor surface 6.
  • Haptic feedback can be made possible, for example, via vibration elements (indicator devices) 8 behind the protective pane / Plexiglas plate 9.
  • the entire monitor front can thus be operated via the optical sensor module 5.
  • Auxiliary functions such as the mouse pad 4c or the quick function buttons 4b can be switched to inactive and are ignored by the sensor surface 6.
  • the touch functions of the display surface 3 can be deactivated and those of the auxiliary keys 4a, 4b, 4c activated in order to be able to conclude the treatment of the patient safely and as comfortably as possible.
  • the sensor surface 6 would only be contacts evaluate outside of display area 3. If the sensor module 5 fails, operation using the auxiliary keys 4a, 4b, 4c is also still guaranteed, since the CapSense functionalities can now be activated.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Interface (1) für ein medizinisches Gerät, insbesondere eine extrakorporale Blutbehandlungsmaschine oder eine Dialysemaschine, mit einem Display (3) zur Anzeige von Display-Bedienelementen, Basis-Bedienelementen (4a, 4b, 4c), welche neben dem Display (3) bereitgestellt sind, und einem optischen Betätigungssensor (5), welcher dazu ausgelegt ist, eine Interaktion, insbesondere ein Berühren, eines Nutzers mit den Display- Bedienelementen des Displays (3) sowie mit den in einer Ebene dazu angeordneten Basis-Bedienelementen (4a, 4b, 4c) zu erfassen und welcher partiell aktivierbar oder deaktivierbar ist.

Description

Interface für ein medizinisches Gerät mit einem adaptiven Betätigungssensor
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Interface für ein medizinisches Gerät, insbesondere eine extrakorporale Blutbehandlungsmaschine oder eine Dialysemaschine, mit einem Display zur Anzeige von Display-Bedienelementen und Basis-Bedienelementen, welche neben dem Display bereitgestellt sind.
Stand der Technik
Medizinische Geräte, insbesondere extrakorporale Blutbehandlungsmaschinen oder Dialysemaschinen, haben Anzeigevorrichtungen und Eingabeelemente, nachfolgend auch als Interfaces bezeichnet, welche zur Informationsausgabe und zur Bedienung durch den Nutzer notwendig sind. Diese Interfaces unterliegen vielfältigen Anforderungen und Auflagen, insbesondere hinsichtlich der Betriebssicherheit und der Desinfizierbarkeit.
Beispielsweise existieren medizinische Geräte, welche für die sichere Bedienung wichtiger Komponenten der Maschine/des medizinischen Geräts unterhalb eines Bildschirms eine Leiste mit verschiedenen Hardware-Druckknöpfen oder -Buttons aufweisen. Diese beinhalten beispielsweise einen Power-Button, einen Enter Button, einen Start/Stopp-Button für die Blutpumpe, einen Quittier-Button für eingehende Alarme sowie einen Plus- und einen Minus-Button. Diese Knöpfe/Buttons müssen gegen biologische Kontamination abgesichert sein und gleichzeitig eine Verträglichkeit gegenüber aggressiven Desinfektionsmitteln aufweisen. Dies lässt sich dadurch realisieren, dass Druckknöpfe gewählt werden, welche diesen Anforderungen bereits genügen, oder man schützt sie durch eine entsprechende desinfizierbare Folie. Beispielsweise ist ein Frontpanel vorgesehen, in dem Druckknöpfe verwendet werden, welche hinter einer abgedichteten Kunststofffolie angebracht werden. Die Folie ist an den Stellen der Buttons halbtransparent, um die Knöpfe durch integrierte LEDs hervorheben zu können. Weiterhin kann eine solche Maschine mittels eines resistiven Touch-Displays bedient werden. Dieses ist in das Gehäuse eingelassen und wird ebenfalls über eine desinfizierbare Folie geschützt. Undichtigkeiten beim Anbringen der Kunststofffolie können chemischen und biologischen Substanzen die Möglichkeit geben, hinter die Folie zu gelangen und ggf. die Druckknöpfe/den Touch-Screen zu beschädigen oder festzusetzen.
Beispielsweise verwenden einige Konkurrenzprodukte eine solche Lösung für ihr Frontpanel. Dabei sind neben den Buttons gesonderte Plätze für Status-LEDs vorgesehen. Das Hauptbedienfeld ist bei allen Maschinen ein in das Gehäuse eingelassenes Touch-Display (kapazitiv oder resistiv). Die Touch-Funktionalität ist mit der Displayfunktion direkt verbunden.
Es ist von Nachteil, dass das eingelassene Display bei starker Verschmutzung fehlerhaft funktionieren kann. In einem Spalt zwischen dem Gehäuse und dem Display kann sich leicht Flüssigkeit ansammeln und festsetzen, was eine Reinigung und Desinfektion erschwert und ggf. zudem zu einem Defekt des Displays führen kann. Im Falle eines Defekts des Displays sind diese Maschinen nur über die genannten Druckknöpfe zu bedienen. Ein Defekt der Displaydarstellung hat folglich eine komplette Deaktivierung der Touch-Funktionalitäten zur Folge und führt zu einer umständlichen und patientenunfreundlichen Beendigung der Therapie. Ein weiterer Nachteil eines Touch-Displays besteht darin, dass eine Bedienung desselben mit Handschuhen ggf. nicht erkannt werden kann.
Nachteilig an den bisherigen Geräten ist ferner, dass Druckknöpfe mechanische Bauelemente sind, welche demnach auch mechanischem Verschleiß unterliegen. Gleiches gilt für eine resistive Touch-Funktion, welche (bedingt durch Berührung) einer physikalischen Beanspruchung ausgesetzt ist. Touch-Displays können mit der Zeit und unter aktiver Nutzung verschleißen, indem sich Abdruckstellen bis hin zu Fehlern bei der Touch-Erkennung einstellen. Unsachgemäße oder gar rabiate Bedienung der Knöpfe und/oder des Touch-Displays können diese/s beschädigen, was einen Austausch des kompletten Frontpanels notwendig macht. Ferner ist eine Montage oder ein Austausch eines solchen Frontpanels oder Interfaces aufwändig, da mehrere Baugruppen (z.B. elektromechanische Baugruppen, LEDs, Button-ZKnopfgehäuse, die Abdeckfolie, resistive Touch-Funktionselemente sowie das Display) bei der Montage genutzt/montiert werden müssen. Ferner müssen elektrische Schalter hard- und/oder softwareseitig entprellt werden. Bereits entprellte Buttons sind unter anderem teuer.
Des Weiteren ist beispielsweise aus DE 102016 112886 A1 bekannt, eine durch einen Projektor anstrahlbare Projektionsfläche einer Dialysemaschine mit darauf projizierbaren Interaktionselementen bereitzustellen, wobei eine Betätigung der Interaktionselemente beispielsweise zweikanalig über ein erstes Positionserkennungssystem mit einer Ultraschalleinrichtung und einer Touch-Sensorik an der Projektionsfläche sowie über ein zweites Positionserkennungssystem mit einer Infrarotabtastung und einer 3D-Kamera erfolgen kann. Auch dieses System weist eine Vielzahl von Problemen auf. Beispielsweise ist die Ausfallsicherheit nicht gewährleistet, da z.B. bei einem Ausfall des Projektors die Dialysemaschine ggf. nicht mehr sicher betätigt werden kann. Ferner unterliegen die einzelnen Betätigungselemente Verschleiß und potentiellen Beschädigungen durch einen Nutzer. Zudem ist eine Reinigung des Gesamtsystems erschwert, u.a., da der Projektor und dessen Anbringung neue, schwer zu reinigenden Kanten und Schnittstellen schaffen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin,
Nachteile des Stands der Technik zu verbessern oder zu beseitigen. Insbesondere soll ein Interface für ein medizinisches Gerät bereitgestellt werden, welches funktionssicher und/oder schwer zu beschädigen und/oder gut bedienbar und/oder leicht zu reinigen ist.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch ein Interface mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Genauer ausgedrückt, wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe durch ein Interface für ein medizinisches Gerät, insbesondere eine extrakorporale Blutbehandlungsmaschine oder eine Dialysemaschine gelöst, mit einem Display zur Anzeige von Display-Bedienelementen, Basis-Bedienelementen, welche neben dem Display bereitgestellt sind, und einem/r optischen Betätigungssensor oder Betätigungssensorik, welche/r dazu angepasst ist, eine Interaktion, insbesondere ein Berühren, eines Nutzers mit den Display-Bedienelementen des Displays sowie mit den in einer Ebene dazu angeordneten Basis-Bedienelementen zu erfassen und welcher partiell aktivierbar oder deaktivierbar ist / welcher dazu konfiguriert ist, partiell aktiviert oder deaktiviert zu werden. D.h , der Betätigungssensor (auch bezeichnet als Sensor) ist dazu vorgesehen und eingerichtet, die Erfassung der Interaktion des Nutzers mit den Display-Bedienelementen und den Basis-Bedienelementen gezielt bereichsweise zu erfassen und/oder bereichsweise zu stoppen, oder in anderen Worten ausgedrückt, die Interaktion in bestimmten Bereichen des Interfaces zu ignorieren. Der Betätigungssensor überwacht sowohl einen Bereich des Displays als auch einen Bereich neben dem Display, an welchem die Basis-Bedienelemente angeordnet sind, und erfasst (wahlweise) Interaktionen des Nutzers in den überwachten Bereichen.
Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht demzufolge darin, dass durch die Nutzung eines Positionierungssensors (als Touch-Element) in Kombination mit einem normalen Anzeigedisplay mechanische Belastungen, fehlerhafte oder verschleißende Bauteile, mögliche Undichtigkeiten durch fehlerhafte Montage sowie Probleme bei der Desinfektion des Monitors/Interfaces vermieden werden sollen. Der optische und adaptiv beschaltbare Positionierungssensor/Betätigungssensor für glatte Oberflächen ermöglicht eine Touch- oder Näherungsdetektion auf einer beliebigen glatten Oberfläche, ohne diese zwingend direkt berühren zu müssen.
In anderen Worten ausgedrückt, wird die Aufgabe durch ein Interface mit einem optischen Betätigungssensor (Sensorvorrichtung) oder einer optischen Berührungs- /Näherungssensorik und einer Anzahl von auf und neben einem Display (insb. ein Display ohne in die Displayfläche integrierte Touch-Sensorik) bereitgestellten Bedienelementen gelöst, welche wahlweise und bevorzugt unabhängig voneinander durch den optischen Betätigungssensor überwacht werden, um therapie- oder situationsabhängig bestimmte Bereiche oder Bedienelemente zu überwachen und deren Betätigung zu erfassen. Oder in nochmals anderen Worten kann durch einen adaptiven, rein optischen Betätigungssensor eine Betätigung von bestimmten, wahlweise deaktivierten Eingabeflächen oder Bedienelementen verhindert werden, oder andererseits eine Betätigung von bestimmten, wahlweise aktivierten Eingabeflächen oder Bedienelementen zugelassen werden, wenn diese benötigt werden.
Das Interface weist vorzugsweise einen Controller auf, welcher die Daten des optischen Betätigungssensors und ggf. zusätzlich bereitgestellter Sensoren mit Informationen hinsichtlich einer Position der Display- und Basis-Bedienelemente abgleicht, um eine Eingabe eines Nutzers auszuwerten oder zu erkennen. Die Positionen der Bedienelemente, insbesondere der Basis-Bedienelemente, können als feste Ortsdaten (Positionsdaten/Daten hinsichtlich einer festen Position der Bedienelemente an dem medizinischen Gerät oder dem Interface) in einem Speicher des Controllers hinterlegt sein. Alternativ oder zusätzlich können die Positionen der Display-Bedienelemente mit Daten einer Display-Steuerung verglichen werden, wenn eine Betätigung eines Nutzers im Bereich des Displays durch den optischen Betätigungssensor erfasst wird. Die partielle Aktivierbarkeit und Deaktivierbarkeit kann ebenfalls durch den Controller gesteuert werden, entweder indem Teile des/r optischen BetätigungssensorsZ-sensorik unmittelbar an- und abgeschaltet werden, was besonders energiesparend ist, oder indem nur Teile der durch den/die optische/n BetätigungssensorZ-sensorik erfassten Daten ausgewertet werden, was ggf. eine genauere MessungZErfassung zulässt.
Der optische Betätigungssensor kann eine beliebige Technologie nutzen, welche ausreichend präzise und für eine Detektion von Berührungen oder Näherungen auf einer flachen oder ebenen Detektionsfläche geeignet ist. Der Sensor ist insbesondere ein berührungsfrei funktionierender Sensor. Es ist zweckmäßig, wenn der Sensor als ein von dem Display undZoder den Bedienelementen getrenntesZseparat ausgebildetes Element bereitgestellt ist (d.h., nicht in das Display undZoder die Bedienelemente integriert ist). D.h., der Sensor überwacht bevorzugt einen Bereich unmittelbar vor dem Display und den Bedienelementen. Bauteile des Sensors sind bevorzugt neben oder in der Nähe von dem Display und den Bedienelementen Z dem Interface angeordnet, oder in anderen Worten ausgedrückt, überlagern diese nicht, derart, dass ein Anwender zum Bedienen des Displays und der Bedienelemente die Bauteile des Sensors nicht berührt Z nicht einfach versehentlich darankommen kann. Beispielsweise können Bauteile des Sensors seitlich undZoder über undZoder unter dem Display und den Bedienelementen angeordnet sein. Vorzugsweise sind Bauteile des Sensors, z.B. ein Emitter und ein zugehöriger Empfänger, an einander gegenüberliegenden Seiten des Displays und der Bedienelemente angeordnet.
Die Basis-Bedienelemente können an den Rändern des Interface bzw. um das Display herum Funktionsflächen bereitstellen. Diese können beispielsweise allgemeine Bedienfunktionen, wie z.B. ein An-/Aus-Schalter (Power-Button), ein Eingabe- Bestätigungsschalter (Enter-Button) und ein Plus-/Minus-Schalter, oder grundlegende Funktionen erfüllen, welche für jedes entsprechende medizinische Gerät notwendig sind. Am Beispiel einer Dialysemaschine können dies ein Start/Stopp-Schalter für eine Blutpumpe und/oder ein Quittierschalter für eingehende Alarme (Bestätigung oder Abschaltung des Alarms) sein. Ferner können ein kleines Mousepad oder (Schnell-) FunktionsschalterZ-knöpfe vorgesehen sein, z.B. für ein Anschließen oder Sperren eines Bypasses, ein Ablegen eines Patienten oder eine Entleerung einer Bikarbonat- Kartusche. Die Basis-Bedienelemente können an einer nahezu beliebigen Position (in der Nähe des Displays) positioniert werden. Beispielsweise dadurch, dass auf bekannte Druckknöpfe verzichtet werden kann, da eine Betätigung der Basis-Bedienelemente durch den optischen Betätigungssensor erfasst wird, müssen vorteilhafter weise weniger Komponenten montiert oder bei einer Beschädigung ausgetauscht werden.
Weiterhin ist es von Vorteil, dass anstelle eines (kapazitiven oder resistiven) Touch-Displays, wie es im Stand der Technik verwendet wird, ein normales Anzeigendisplay (welches keine Touch-Funktionalität aufweist) verwendet werden kann, auf welches kein unnötiger Druck durch einen Nutzer aufgebracht werden muss und welches somit einem geringeren Verschleiß und einer geringeren Beschädigungswahrscheinlichkeit unterliegt. Dadurch kann ein kostengünstiges, robustes Display gewählt werden. In anderen Worten ausgedrückt, ist eine Ersparnis bezüglich des Displays (Monitors) möglich, da kein Touch-Display, sondern ein normales Anzeigedisplay genutzt werden kann. Ferner ist eine Betätigung mit Handschuhen, welche bei einem Touch-Display problematisch wäre, bei dem erfindungsgemäßen Interface problemlos möglich. Die Touch-Funktion und das Display sind somit für eine bessere Robustheit und Fehlererkennung getrennt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Problematik der bekannten, vorstehend beschriebenen Geräte vermieden werden kann, gemäß welcher bei einem Display- Ausfall die Touch-Funktion entweder noch aktiv sein würde, was eine nicht erlaubte Bedienbarkeit ohne visuelles Feedback darstellen würde, oder gemäß welcher der Touch komplett deaktiviert würde, was die Bedienbarkeit auf die elektro-mechanischen Druckelemente begrenzen würde. Stattdessen kann gemäß der vorliegenden Erfindung bei einem Display-Ausfall die durch den optischen Betätigungssensor bereitgestellte Berührungs-/Näherungs-Funktionalität (Touch-Funktionalität) an die vorliegende Situation angepasst werden, genauer ausgedrückt auf die funktionierenden Teile des Interfaces begrenzt werden, wodurch weiterhin eine Bedienbarkeit sichergestellt wird.
Demgemäß stellt die vorliegende Erfindung zusammenfassend eine robuste, funktionssichere Touch-Erkennung durch ein optisches Betätigungssensormodul/einen optischen Betätigungssensor bereit, welches/r auf allen glatten Oberflächen funktionsfähig ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche und werden später genauer beschrieben.
Vorzugsweise sind die Display-Bedienelemente oder das Display sowie die Basis- Bedienelemente separat oder in Gruppen durch die partielle Aktivierung oder Deaktivierung des optischen Betätigungssensors adaptiv beschaltbar. In anderen Worten ausgedrückt kann der optische Betätigungssensor, welcher die Interface-Fläche hinsichtlich einer Betätigung durch einen Nutzer überwacht, bestimmte Interface- Teilflächen ausblenden und auf diese Weise eine Interaktion eines Nutzers mit einer dieser Teilflächen ignorieren. Das heißt, auf der kompletten Monitoroberfläche können verschiedene Bedienzonen adaptive an- und abgeschaltet werden. Demgemäß kann die Wahrscheinlichkeit einer Fehlbenutzung durch einen Nutzer reduziert werden. Beispielsweise kann z.B. für eine Parametereingabe der optische Betätigungssensor für sämtliche Bereiche außer der für diese Eingabe notwendigen Felder deaktiviert werden, sodass ein Nutzer die Bedienung des Geräts nicht fortsetzen kann, ohne diese Parameter einzugeben. Ferner können bestimmte Bedienelemente je nach Notwendigkeit zugeschaltet werden, was eine redundante Sicherheit gewährleistet. Beispielsweise werden auf diese Weise Bedienfunktionalitäten bei Ausfall einer der (drei) Monitorkomponenten (optischer Betätigungssensor, Display und ein später genauer beschriebener kapazitiver Näherungssensor) gewährleistet.
Dies ist beispielsweise dann von Vorteil, wenn der optische Betätigungssensor dazu eingerichtet ist, bei einem zumindest teilweisen Ausfall des Displays im Bereich des Displays oder einem entsprechenden Teilbereich desselben deaktivierbar zu sein. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass ein Nutzer Eingaben an dem Display vornimmt, welches nicht mehr korrekt funktioniert. Das heißt, die Bereitstellung einer adaptiven Aktivierbarkeit und Deaktivierbarkeit bzw. der Möglichkeit, bestimmte Teile des durch den optischen Betätigungssensor überwachten Bereichs zu ignorieren/deaktivieren, dient als Absicherung der Funktionalität des Interfaces und ermöglicht es, auch bei einem Ausfall des Displays das medizinische Gerät noch sicher zu bedienen.
Ferner kann das medizinische Gerät dazu eingerichtet sein, dass es nur durch die Basis-Bedienelemente und ohne das Display zumindest derart bedienbar ist, dass eine laufende Therapie sicher und vorzugsweise regulär abgeschlossen werden kann. Dies ist insbesondere von Vorteil, da auf diese Weise selbst bei einem Ausfall oder Defekt des Displays das medizinische Gerät noch ausreichend bedienbar ist, um eine Therapie auf eine den Patienten nicht oder nur geringfügig beeinträchtigende oder störende Weise abzuschließen.
Bevorzugter Weise hat der optische Betätigungssensor ein/e parallel zu dem Display und den Basis-Bedienelementen verlaufende/s
Sensorpanel/Sensorebene/Sensorfläche, welche/s sich derart erstreckt, dass eine durch den Betätigungssensor aufgespannte Detektionsfläche das Display und die Basis-Bedienelementen überlagert, insbesondere an eine dem Anwender zugewandte Seite des Displays und der Basisbedienelemente bedeckt / parallel dazu über dem Display und den Basisbedienelementen liegt. Insbesondere kann eine Länge des Sensorpanels zumindest einer Erstreckung des Displays und der Basis-Bedienelemente entsprechen und vorzugsweise der gesamten Länge des Interfaces entsprechen.
Weiter bevorzugt bedeckt das Sensorpanel das gesamte Interface. Hierfür wird über die gesamte Fläche unterhalb des Sensormoduls, über mehrere optische Emitter, eine Detektionsfläche geschaffen, welche durch mehrere Sensoren im selben Modul auf Unterbrechungen kontrolliert wird. Beispielsweise kann eine durch Infrarot-Emitter (als Teil des optischen Betätigungssensors nach einer Ausführungsvariante) bereitgestellte/aufgespannte Infrarot-Fläche oder Detektionsfläche genutzt werden. Sollte ein Gegenstand oder Finger die Fläche unterbrechen, wird vom Modul (dem optischen Betätigungssensor) die genaue Position, Form sowie Bewegungsrichtung bestimmt. Diese Positionsdaten lassen sich dann interpretieren und auf hinterlegte Funktionen zurückführen (Touch erkannt).
Nach einem Aspekt der Erfindung sind die Basis-Bedienelemente oder Frontpanel-Elemente zweidimensionale Marker, insbesondere Aufdrucke oder Aufkleber, auf einem Gehäuseabschnitt des medizinischen Geräts, welche an sich keine mechanischen oder elektrischen Komponenten haben. In anderen Worten ausgedrückt, können die Frontpanel-Elemente durch einfache Aufdrucke, insbesondere ohne weitere (freiliegende) Elektronik und/oder Mechanik realisiert werden. Denkbar ist ebenfalls eine gelaserte oder geätzte Kennzeichnung. Das heißt, die Basis- Bedienelemente an sich, mit welchen ein Nutzer interagiert und welche Umgebungseinflüssen wie Desinfektionsmitteln, Keimen, o.Ä. ausgesetzt sein könnten, haben im Wesentlichen die gleiche Stabilität wie der Gehäuseabschnitt selbst und es kann auf eine schützende Folie verzichtet werden. Dies ist u.a. dadurch möglich, dass ein optischer Betätigungssensor bereitgestellt ist, welcher zur Erfassung einer Betätigung der Basis-Bedienelemente lediglich eine Sichtlinie zu diesen benötigt. Alternativ oder zusätzlich wird dies dadurch möglich, dass kapazitive Näherungssensoren, wie sie nachfolgend genauer beschrieben werden, hinter den entsprechenden Markern angebracht sind. Sollte der den Marker/das Basis- Bedienelement bildende Aufdruck oder Aufkleber bzw. dessen Farben abgenutzt und nicht mehr ordentlich erkennbar sein, ist es von Vorteil, wenn diese derart ausgebildet sind, dass sie auf einfache Weise zu erneuern sind, insbesondere ohne den gesamten Gehäuseabschnitt austauschen zu müssen. Es ist ferner bevorzugt, dass hinter den Basis-Bedienelementen kapazitive Näherungssensoren angeordnet sind, welche parallel zu dem Betätigungssensor oder, insbesondere bei einem Ausfall desselben, anstelle des Betätigungssensors betrieben oder zugeschaltet werden. In anderen Worten ausgedrückt, können als redundante Maßnahme die Frontpanel-Elemente durch kapazitive Touch-Flächen erweitert werden, um so eine erweiterte Bedienbarkeit bei möglichen Komponentenausfällen zu gewährleisten.
Die kapazitiven Näherungssensoren basieren beispielsweise auf einer sogenannten CapSense-Technologie („capacitive sensing‘7kapazitive Sensorik), welche es ermöglicht, Annäherungen und Berührungen ohne mechanische Komponenten zu erkennen. Hierfür werden auf einer Platine eine oder mehrere Berührungs- /Druckflächen vorgesehen und entsprechend beschältet, sodass sich eine bestimmte Kapazität an selbiger (der Platine oder der zumindest einen Druckfläche) einstellt. Die Druckfläche wird dafür in zwei oder mehrere Abschnitte eingeteilt, damit sich die gewünschte Kapazität zwischen den Abschnitten einstellen kann. Wird ein Gegenstand oder ein Körperteil in die Nähe der Druckfläche gebracht, verändert sich die Kapazität zwischen den Abschnitten. Diese Änderung lässt sich durch einen entsprechenden Mikrocontroller oder eine sogenannte CapSense-IC registrieren und interpretieren. Auf diese Weise können Tastendrücke bis hin zu Bewegungsmustern wie Swipes erkannt werden oder sogar Mousepad-ähnliche Bedienelemente realisiert werden.
Vorteilhaft an dem erfindungsgemäßen Interface ist, dass (für die Basis- Bedienelemente) keine elektro-mechanischen Baugruppen für einen Tastendruck notwendig sind. Es ist lediglich eine einfache Integration (der kapazitiven Näherungssensoren für die Basis-Bedienelemente/Knöpfe) auf einer in der Regel bereits vorhandenen Frontpanel-Platine vorzusehen. Lediglich ein Footprint auf dem PCB (Printed Circuit Board/Leiterplatte/Platine) sowie ein passender Controller werden benötigt, um alle kapazitiven Bedienelemente zu integrieren. Eine sichere Erkennung eines Tastendrucks (bzw. einer Tastenberührung oder -näherung) ist möglich und es besteht keine Notwendigkeit einer mechanischen Entprellung. Die Tastenfunktionen sind über den genutzten Controller leicht erweiterbar und ggf. individuell anpassbar/belegbar. Eventuell kann (zusätzlich zu der einfachen Betätigungserkennung) auch eine Erweiterung zur Bewegungserkennung von Slide- und Rotationsbewegungen (kleines Touchpad) vorgesehen werden.
Die kapazitiven Näherungssensoren/CapSense-Elemente können als ein redundantes Sicherheitsfeature dienen, sollte das Sensormodul/der optische Betätigungssensor einen Defekt aufweisen. Beispielsweise kann über ein CapSense- Mousepad eine etwas eingeschränkte aber immer noch alles (alle wesentlichen Funktionen) abdeckende Bedienbarkeit gewährleistet werden. Im Falle eines Displaydefekts kann die Touch-Funktionalität des Sensormoduls/des optischen Betätigungssensors für diesen Bereich (d.h., für den Bereich des Displays) deaktiviert werden und ggf. eine Therapie über Hilfstasten am Monitorrand noch ausreichend geregelt und beendet werden. Alternativ oder zusätzlich kann im Falle eines Ausfalls der CapSense-Elemente/der kapazitiven Näherungssensoren die Bedienbarkeit über das Sensormodul weiterhin gegeben/gewährleistet sein. Sensorflächen (d.h., Teile der Detektionsfläche des optischen Betätigungssensors) für die Hilfstasten und das Mousepad (Basis-Bedienelemente) können erst im Falle eines Displaydefekts adaptiv hinzugeschaltet und sonst durch das Sensormodul deaktiviert werden. Alternativ können die Basis-Bedienelemente parallel zu den Display-Bedienelementen aktiviert sein, sodass der Nutzer entscheiden kann, wie er das medizinische Gerät bevorzugt bedient. Alternativ oder zusätzlich kann im Falle eines Ausfalls des optischen Betätigungssensors die Steuerung des medizinischen Geräts bzw. einer damit ausgeführten Therapie über die kapazitiven Näherungssensoren erfolgen. Dies ist auch dann noch möglich, wenn zudem auch das Display ausgefallen ist. Zusammenfassend stellt die vorliegende Erfindung eine mehrstufige Redundanz durch Ersetzen der Display-Eingabe und durch Ersetzen der optischen Positionserkennung bereit.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine vorzugsweise starre Schutzscheibe, welche derart bereitgestellt ist, dass sie sich über einen das Display aufweisenden Bereich des Interfaces erstreckt. Vorzugsweise liegt/erstreckt sich die Schutzscheibe über einem Bereich des gesamten Interfaces, d.h., über die gesamte Interface-Fläche, und liegt weiter vorzugsweise vollständig über einen Gehäuseabschnitt des medizinischen Geräts, an welchem das Interface bereitgestellt ist. In anderen Worten ausgedrückt, kann das (Anzeige-) Display hinter einer Schutzscheibe, insbesondere einer Plexiglas- oder Glasscheibe, installiert werden. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn die Schutzscheibe eine Kunststoffplatte aus starrem Material ist. Dadurch, dass die Schutzscheibe eine starre Scheibe ist, ist diese leichter zu montieren und z.B. können sich bei der Montage, im Gegensatz zu einer aus dem Stand der Technik bekannten Folie, keine Falten oder Risse bilden. Ferner ist die Schutzscheibe weniger anfällig für Verschleiß, da diese stabiler als eine aus dem Stand der Technik bekannte Folie ist und zudem im Gegensatz zu dieser keinen Druck oder Bewegungen ausgesetzt ist, wie sie die Folie bei einer Betätigung der von ihr abgedeckten Bedienelementen in Form von mechanischen Druckknöpfen erfahren würde. Ein glatter/ebener Kunststoff/Glas lässt sich gut desinfizieren. Ferner kann ein Kunststoff gewählt werden, welcher beständig gegen aggressive Desinfektionsmittel ist. Die Schutzscheibe dient dazu, das Display vor Beschädigung, z.B. durch derartige Desinfektionsmittel, sowie vor Verschmutzung zu schützen. Gleichermaßen verhindert die Schutzscheibe, wenn diese sich auch über die Basis-Bedienelemente erstreckt, dass die entsprechenden Aufdrucke oder Aufkleber nicht durch häufiges Berühren durch den Nutzer abgenutzt werden.
Des Weiteren ergeben sich, insbesondere wenn die Schutzscheibe das Interface oder den ganzen Gehäuseabschnitt vollständig bedeckt und mit einem/r Gehäuserand oder -kante abschließt/fluchtet, keine Möglichkeiten für undichte Stellen oder können diese zumindest weitgehend vermieden werden. D.h., es liegen keine Montagespalten oder KantenA/erschneidungen/Rillen/Ecken vor, die mögliche Undichtigkeiten und schwer zu desinfizierende Gegenden darstellen würden, wo z.B. Flüssigkeiten einfließen könnten. Ggf. kann zudem ein Verschleiß der Druckflächen (Basis- Bedienelemente und zugehörige kapazitive Näherungssensoren) verhindert werden, da es sich bei diesen nur um Kupfer-Footprints hinter der stabilen Schutzscheibe oder Kunststoffplatte handelt. Zusammenfassend ist anzumerken, dass die Auswahl und das Zusammenspiel der Sensorik der vorliegenden Erfindung es ermöglicht, eine/n robuste/n, einfach zu montierende/n und zu desinfizierende/n Abdeckung oder Schutz für die Display- und/oder Basis-Bedienelemente bereitzustellen. Nach einem weiteren vorteilhaften Aspekt der Erfindung ist zumindest eine Indikatoreinrichtung vorgesehen, insbesondere in Form von Vibrationselementen und/oder LEDs, welche einem Nutzer ein Feedback, insbesondere ein haptisches und/oder optisches Feedback, über vorgenommene Eingaben und/oder Meldungen des medizinischen Geräts ausgeben.
In anderen Worten ausgedrückt, kann ein haptisches Feedback über zusätzliche Vibration und/oder optische Signalisierung integriert werden. In diesem Fall werden kleine Vibrationszellen hinter oder neben der Schutzscheibe (Glas- bzw. Kunststoffplatte) angebracht oder ggf. auch LEDs hinter oder neben den Frontpanel- Elementen (Basis-Bedienelementen) für ein optisches Feedback vorgesehen. Auf diese Weise erhält ein Nutzer auch bei einem Ausfall des Displays noch eine Rückmeldung über seine anhand der Basis-Bedienelemente vorgenommenen Eingaben. Beispielsweise kann ein Zustand, dass das medizinische Gerät bereit ist, den nächsten Behandlungsschritt einzuleiten, durch eine grüne LED angezeigt werden und kann andererseits eine Fehleingabe durch eine rote LED und/oder ein Vibrieren des Interfaces signalisiert werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein Lautsprecher als Indikatoreinrichtung vorgesehen sein.
Zudem wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch ein medizinisches Gerät, insbesondere eine extrakorporale Blutbehandlungsmaschine oder Dialysemaschine, mit einem vorstehend beschriebenen Interface gelöst.
In anderen Worten wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe dadurch gelöst, dass anstelle von bei Dialysemaschinen des Stands der Technik vorgesehenen Frontpanel-Druckknöpfen und einem Touch-Display ein optischer und adaptiver Betätigungssensor eingesetzt wird, welcher die genaue Positionierung und Gestenerkennung eines Fingers oder Gegenstands sowie dessen Form auf einer beliebigen glatten Oberfläche ermöglicht. Der optische Betätigungssensor (das Sensormodul) kann jede beliebige und aktuelle Technologie nutzen, sofern diese eine präzise Detektion für eine optische und flache Sensorfläche gewährleistet und adaptiv beschaltbar ist. Im aktuellen Stand der Technik werden keine adaptiv veränderbare T ouch-Sensorf läche sowie keine mehrstufige Redundanz im Fehlerfall beschrieben. Die Idee der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine optische Fläche für die Touch- Detektion zu nutzen, welche den gesamten Monitor abdeckt und adaptiv für bestimmte Bereiche de- bzw. aktiviert werden kann. So könnte im Falle eines Displayausfalls die Bedienfunktionalität für den Bereich der Displayfläche deaktiviert werden, ohne Frontpanelelemente oder erweiterte Bedienfelder am Gehäuserand (d.h. , Basis- Bedienelemente) zu beeinflussen. Weiterhin kann durch die Redundanz der kapazitiven (Basis-)Bedienelemente auch bei Ausfall des Sensormoduls eine beschränkte aber immer noch ausreichende Bedienbarkeit der Maschine gewährleistet werden. Zusammenfassend kann bei einem Ausfall des Displays oder des Touch-Elements ein einhergehendes Ausfallen der jeweils anderen Komponente vermieden werden und ist bei sicherheitsrelevanten Bedienelementen des Frontpanels eine Redundanz (durch IR- und CapSense-Sensoren) gewährleistet. Ein solches adaptives und redundantes Bedienkonzept welches ohne mechanische Beeinflussungen und auf beliebig glatten Oberflächen anwendbar ist, ist im aktuellen Stand der Technik nicht vorhanden.
In nochmals anderen Worten ausgedrückt, basiert die vorliegende Erfindung auf einem Monitorkonzept (Interface), das ein vorstehend beschriebenes optisches Sensormodul (optischer Betätigungssensor) aufweist, welches die komplette Monitorfront (das komplette Interface) abdeckt. Als ein Display kann jede herkömmliche Displaytechnologie genutzt werden. Frontpanel-Elemente sowie ggf. weitere Funktionsflächen (d.h., Basis-Bedienelemente), welche bei gängigen Dialysemaschinen als elektromechanische Bedienknöpfe angebracht sind, werden gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise auf die Monitorfront (bzw. den Gehäuseabschnitt, an welchem das Interface/das Monitorkonzept angeordnet ist) symbolisch aufgedruckt und ebenfalls über das Sensormodul erkannt. Um eine Bedienbarkeit bei einem Ausfall des Sensormoduls zu gewährleisten, können diese Elemente noch via eines kapazitiven Touch-Sensors (CapSense Technologie) hinter der bedruckten Oberfläche hinterlegt werden. Das angebrachte Sensormodul ist in der Lage, Touch- Funktionalitäten auf der Displayfläche sowie auf den umliegenden aufgedruckten und mit CapSense hinterlegten Bedienelementen erkennen zu können und diese auch umzusetzen/zu verarbeiten. Dabei lässt sich die Touch-Funktion adaptiv für verschiedene Monitorbereiche Ab- bzw. Zuschalten. So können Hilfstasten oder Mousepads (d.h., Basis-Bedienelemente) oder auch die Touch-Funktionalität des Displays (d.h. , Display-Bedienelemente) getrennt und adaptiv beschältet werden. Über die komplette Monitorfront kann eine glatte und robuste Kunststoff- oder Glasplatte gelegt werden, welche beständig gegen Chemikalien und leicht desinfizierbar ist.
Figurenbeschreibung
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben. Diese ist jedoch nur veranschaulichender Natur und soll den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht einschränken.
Fig. 1 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Interface nach einer Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 2 zeigt eine schematische Querschnittsansicht des Interfaces nach der Ausführungsform.
Ein in Fig. 1 frontal dargestellte Interface 1 gemäß der vorliegenden Erfindung ist an einem Gehäuseabschnitt 2, insbesondere einem Frontpanel, einer Dialysemaschine angeordnet. Das Interface 1 weist ein Display 3 auf, welches zur Darstellung behandlungsspezifischer Informationen und Eingabeflächen oder Display- Bedienelementen vorgesehen ist. In der Nähe des (unmittelbar angrenzenden) Displays 3 sind Basis-Bedienelemente 4a, 4b, 4c (nachfolgend als Knöpfe bezeichnet) dargestellt. In dieser Ausführungsform sind dies beispielhaft erste Knöpfe 4a, welche unterhalb des Displays 3 angeordnet sind und z.B. grundlegende Funktionen wie ein Ein- und Ausschalten, Bestätigen/Enter, etc. bedienen, zweite Knöpfe 4b, welche rechts des Displays 3 angeordnet sind und z.B. als Schnellfunktionsknöpfe für Funktionen wie „Bypass“, „Patienten ablegen“, Kartusche leeren“, etc. dienen, sowie dritte Knöpfe 4c, welche links des Displays 3 angeordnet sind und als Mousepad dienen. Diese Knöpfe 4a, 4b, 4c sind auf den Gehäuseabschnitt 2, an welchem das Interface 1 angeordnet ist, aufgedruckte oder aufgeklebte Marker, welche zusätzliche Eingabeflächen zur Bedienung der Dialysemaschine kennzeichnen. Des Weiteren ist neben dem Display 3, in dieser Ausführungsform oberhalb derselben, ein Sensorpanel 5 angebracht. Dieses Sensorpanel 5 erstreckt sich parallel zu einem Rand des Displays 3 und weist eine Länge auf, welche mindestens der Länge des Displays 3 und der daneben liegenden Knöpfe 4c, 4b entspricht. D. h., dass Sensorpanel 5 erstreckt sich derart, dass sowohl das Display 3 und die darauf ggf. angezeigten Display-Bedienelemente als auch die Knöpfe 4a, 4b, 4c seitlich des Sensorpanels 5 liegen und davon erfasst werden können. In einer Seite des Sensorpanels 5 bereitgestellte optische Sensoren, insbesondere Infrarot-Sensoren und/oder im Emitter, sind in Richtung des Displays 3 und der Knöpfe 4a, 4b, 4c ausgerichtet und spannen eine Detektionsfläche 6 auf, welche sich sowohl über das Display 3 parallel dazu als auch über die Knöpfe 4a, 4b, 4c erstreckt. Somit kann das Sensorpanel 5 erfassen, wenn ein Anwender die Detektionsfläche 6 durchbricht und an welcher Position dies geschieht, um eines der Display-Bedienelemente des Displays 3 oder einen der Knöpfe 4a, 4b, 4c zu berühren und somit das Interface 1 zu bedienen. Durch ein Abgleichen der Messdaten des Sensorpanels 5 mit den bekannten oder eingestellten Positionen der Display-Bedienelemente und Knöpfe 4a, 4b, 4c kann demgemäß eine Steuerung der Dialysemaschine erfolgen.
Fig. 2 ist eine schematische Querschnittsansicht des Interfaces 1 und veranschaulicht dessen Aufbau. Wie vorstehend beschrieben, ist an einer Vorderseite des Gehäuseabschnitts 2 das Display 3 angeordnet oder eingelassen. Unterhalb des Displays 3 sind an dem Gehäuseabschnitt 2 die Knöpfe 4a, 4b, 4c aufgeklebt oder aufgedruckt, sind jedoch aufgrund ihrer zweidimensionalen Ausbildung in dieser Ansicht nicht sichtbar. Hinter den Knöpfen 4a, 4b, 4c sind in dem Gehäuseabschnitt 2 kapazitive Berührungssensoren 7 angebracht, welche als redundante Sensoren zur Erfassung von Berührungen oder Bedienungen der Knöpfe durch einen Anwender dienen. Ferner sind oberhalb des Displays 3 und unterhalb der Knöpfe 4a, 4b, 4c Indikatoreinrichtungen 8, insbesondere Vibrationselemente und/oder LEDs, an dem Gehäuseabschnitt 2 angebracht oder eingelassen. Diese können einem Anwender ein haptisches und/oder optisches Feedback bei bestimmten Eingaben oder Meldungen bereitstellen. Der Gehäuseabschnitt 2 welcher das Interface 1 aufweist, wird von einer Schutzscheibe 9, vorzugsweise aus Plexiglas, vollständig bedeckt. Diese Schutzscheibe 9 verhindert ein Verschmutzen des Displays 3 und der Knöpfe 4, verhindert eine Abnutzung oder Beschädigung derselben durch Berührungen des Anwenders, aggressive Desinfektionsmittel, etc. und schützt diese ferner vor übermäßigen Krafteinwirkungen. Eine solche Schutzscheibe 9 ist stabil und zudem einfach und schnell anzubringen und zu reinigen, insbesondere da diese den Gehäuseabschnitt 2 vollständig bedeckt.
Wie bereits vorstehend beschrieben ist ferner das Sensorpanel 5 oberhalb des Displays 3 an einer Vorderseite der Schutzscheibe 9 angebracht, derart, dass durch die darin angeordneten optischen Sensoren/Emitter ein Detektionsfeld 6 aufgespannt wird, welches unmittelbar neben der Schutzscheibe 9 und parallel dazu verläuft und sich sowohl über das Display 3 als auch über die Knöpfe 4a, 4b, 4c erstreckt.
In anderen Worten ausgedrückt, zeigen die Figuren eine mögliche Ausführungsvariante des adaptiven Monitorkonzepts. Das Display 3 und die Bedienelemente 4a, 4b, 4c sind in aufgedruckter Form auf dem Monitorgehäuse 2 und als CapSense-Elemente 7 hinter selbigen realisiert. Die Schutzscheibe, insbesondere eine Plexiglasscheibe 9 wird über die komplette Monitorfront gelegt, auf welcher das Sensormodul 5 installiert wird. Dieses legt eine optische Sensorfläche 6 über die Monitorfront, welche Elemente sowie deren Bewegung und Form erfassen kann, sofern diese die Sensorfläche 6 unterbrechen. Ein haptisches Feedback kann z.B. über Vibrationselemente (Indikatoreinrichtungen) 8 hinter der Schutzscheibe/Plexiglasplatte 9 ermöglicht werden.
Im Normalbetrieb kann so die komplette Monitorfront über das optische Sensormodul 5 bedient werden. Hilfsfunktionalitäten wie das Mousepad 4c oder die Schnellfunktionsknöpfe 4b, können inaktiv geschaltet sein und werden von der Sensorfläche 6 ignoriert. Im Falle eines Displaydefekts können die Touch- Funktionalitäten der Displayfläche 3 deaktiviert und die der Hilfstasten 4a, 4b, 4c aktiviert werden, um die Behandlung des Patienten sicher und weitestgehend komfortabel abschließen zu können. Hierbei würde die Sensorfläche 6 nur Kontakte außerhalb des Displaybereichs 3 auswerten. Sollte das Sensormodul 5 ausfallen, ist eine Bedienung durch die Hilfstasten 4a, 4b, 4c ebenfalls noch gewährleistet, da jetzt die CapSense-Funktionalitäten aktiviert werden können. So kann die Maschine, ähnlich wie ein Laptop, noch weitestgehend umstandsfrei über das Mousepad 4c in einen sicheren Zustand überführt werden, ohne Notfallmaßnahmen einleiten zu müssen. Durch diese adaptiv und redundant beschaltbaren Touch-Flächen 6 lässt sich ein robustes und innovatives Bedienkonzept entwickeln, welches leicht zu reinigen und auch mit Handschuhen oder Gegenständen präzise bedienbar ist.
Referenzzeichenliste Interface Gehäuseabschnitt/Frontpanel Display a, 4b, 4c Basis-Bedienelemente/Knöpfe Optischer Betätigungssensor/Sensorpanel Detektionsfläche Kapazitiver Näherungssensor Indikatoreinrichtung (Vibrationselement/LED) Schutzscheibe

Claims

Ansprüche
1. Interface (1 ) für ein medizinisches Gerät, insbesondere eine extrakorporale Blutbehandlungsmaschine weiter vorzugsweise eine Dialysemaschine, mit einem Display (3) zur Anzeige von Display-Bedienelementen und vorzugsweise kapazitiven oder mechanischen
Basis-Bedienelementen (4a, 4b, 4c), welche neben dem Display (3) bereitgestellt sind gekennzeichnet durch zumindest einen optischen Betätigungssensor (5), welcher dazu ausgelegt ist, eine Interaktion, insbesondere ein Berühren, eines Nutzers mit den Display-Bedienelementen des Displays (3) sowie mit den in einer Ebene dazu angeordneten Basis-Bedienelementen (4a, 4b, 4c) zu erfassen und welcher partiell aktivierbar oder deaktivierbar ist.
2. Interface (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Display-Bedienelemente oder das Display (3) sowie die Basis-Bedienelemente (4a, 4b, 4c) separat oder in Gruppen durch die partielle Aktivierung oder Deaktivierung des optischen Betätigungssensors (5) adaptiv beschaltbar sind.
3. Interface (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der optischer Betätigungssensor (5) bei einem zumindest teilweisen Ausfall des Displays (3) im Bereich des Displays (3) oder einem entsprechenden Teilbereich desselben deaktivierbar ist.
4. Interface (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis-Bedienelemente (4a, 4b, 4c) dafür ausgelegt sind, das medizinische Gerät ohne das Display (3) zumindest derart bedienbar zu halten, dass eine laufende Therapie sicher und vorzugsweise regulär abgeschlossen werden kann.
5. Interface (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Betätigungssensor (5) ein sich parallel zu dem Display (5) und den Basis-Bedienelementen (4a, 4b, 4c) derart erstreckendes Sensorpanel aufweist, dass eine durch den Betätigungssensor (5) aufgespannte Detektionsfläche (6) das Display (3) und die Basis-Bedienelementen (4a, 4b, 4c) überlagert.
6. Interface (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Länge des Sensorpanels zumindest einer Erstreckung des Displays (3) und der Basis-Bedienelemente (4a, 4b, 4c) entspricht und vorzugsweise der gesamten Länge des Interfaces (1) entspricht.
7. Interface (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis-Bedienelemente (4a, 4b, 4c) zweidimensionale Marker, insbesondere Aufdrucke oder Aufkleber, auf einem Gehäuseabschnitt (2) des medizinischen Geräts sind.
8. Interface (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass hinter den Basis-Bedienelementen (4a, 4b, 4c) kapazitive Näherungssensoren (7) angeordnet sind, welche parallel zu dem Betätigungssensor (5) oder, insbesondere bei einem Ausfall desselben, anstelle des Betätigungssensors (5) betrieben oder zugeschaltet werden.
9. Interface (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine vorzugsweise starre Schutzscheibe (9) vorgesehen ist, welche sich über einen das Display (3) aufweisenden Bereich des Interfaces (1) erstreckt und sich vorzugsweise über einen Bereich des gesamten Interfaces (1), insbesondere vollständig über einen Gehäuseabschnitt (2) des medizinischen Geräts, an welchem das Interface (1) bereitgestellt ist, erstreckt.
10. Interface (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Indikatoreinrichtung (8), insbesondere Vibrationselemente und/oder LEDs, vorgesehen sind, welche einem Nutzer ein Feedback, insbesondere ein haptisches und/oder optisches Feedback, über vorgenommene Eingaben und/oder Meldungen des medizinischen Geräts ausgeben.
11. Medizinisches Gerät, insbesondere extrakorporale Blutbehandlungsmaschine oder Dialysemaschine, mit einem Interface (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche.
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