JP2015205178A - 医療機器を制御するための操作装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】医療機器を制御するための操作装置を提供する。【解決手段】装置本体11と、装置本体に配置されると共に押圧することによってユーザによって操作可能である少なくとも1つのスイッチエレメント12と、を備え、医療機器100がスイッチエレメントの切り換え状態によって制御可能であり、装置本体に含まれると共に切り換え状態を表示する無線スイッチ信号を出力するためにスイッチエレメントに連結された無線送信機20と、装置本体と別に提供されると共に無線送信機による無線スイッチ信号の出力を受信するために医療機器に連結可能である無線受信機102と、少なくとも装置本体にエネルギを供給するためのエネルギ供給ユニット16と、を備え、装置本体がユーザの手及び/又は腕に取り付けられる手段を備える、医療機器を制御するための操作装置10。【選択図】図1
Description
本発明は、装置本体(device body)と、装置本体に配置されると共に押圧(pressing)によってユーザが操作可能である少なくとも1つのスイッチエレメント(switching element)と、を備え、医療機器(medical apparatus)がスイッチエレメントの切り換え状態(switching state)によって制御可能である、医療機器を制御する(controlling)ための操作装置(operating device)に関する。
手術においては、操作者は多くの場合において手術中に彼を支持する医療機器を使用する。このための一例として、腹腔鏡手術(laparoscopic surgery)中に撮像内視鏡(imaging endoscope)のトラッキング(tracking)を可能にする補助システム(assistance system)が言及される。
そのような医療機器を操作するために、無菌条件(sterile condition)の下で作業する操作者は、所望の動作を開始するために医療機器に制御コマンド(control command)を与える必要がある。これは、例えば、操作者が指で押圧するスイッチエレメントによって起こる。
手術を遂行するために操作者は異なる手術器具(surgical instrument)を使用して作業し、彼は手術の最中にそれを交換する。手術中に同様に医療機器を操作するため、操作者は、彼が彼の手術器具を置くことを伴わず、従って、彼の手術活動(surgical activity)が限定又は妨害されることなく、医療機器との相互作用のための可能性を与えられる必要がある。
原則としては、操作者が手術器具を保持する手の指で医療機器も操作することができるように、手術又は腹腔鏡エレメント自体にスイッチエレメントを取り付けることが可能である。この関連としては、それは典型的に内視鏡トラッキング(endoscope tracking)のための補助システムを制御するために腹腔鏡器具に取り付けられ得る操作装置が説明された独国特許出願公開第102009018918号明細書(DE102009018918A1)と欧州特許出願公開第1937177号明細書(EP1937177A1)とに表される。
これらの従来のソリューション(solution)の欠点はそれぞれの器具のための異なるスイッチエレメントが提供されるということにある。従って、これらのソリューションは技術的に複雑になると共に高価になる。
本発明は、彼がそれぞれの使用された手術器具を置く必要がなく、技術的に複雑でなく簡単な方法で操作者が医療機器を制御することを可能にするように、先に記載されたような操作装置を改善することを目的とする。
本発明は、装置本体が手及び/又はユーザの腕に取り付けられるための手段を備え、装置本体に含まれると共に切り換え状態を表示する無線スイッチ信号を出力するためのスイッチエレメントに連結された無線送信機と、装置本体とは別に提供されると共に無線送信機による無線スイッチ信号の出力を受信するための医療機器に連結可能である無線受信機と、少なくとも装置本体にエネルギを供給するためのエネルギ供給ユニットと、によってこの目的を解決する。
本発明によるスイッチエレメントが配置された手術器具本体は、ユーザが彼の手、例えば、指及び/又は腕にそれを取り付けることができるように形成される。例えば、ユーザが手術中に手術器具も保持するその手の人差し指に装置本体を取り付けることが可能である。単に使用中の手術器具のスイッチエレメントを押圧することによって、無線スイッチ信号に応じて医療機器を制御するために、彼は操作装置に無線スイッチ信号を出力させる。
先行技術から認識されるソリューションとは対照的に、本発明による操作装置はもはや1つの器具から他の器具にスイッチエレメントを再び取り付けることを必要としない。より正確に言えば、装置本体に配置されたスイッチエレメントは、手術中に亘ってユーザの指又は手に留まり、操作装置の取り扱いを著しく簡素化する。以下においては、例えば、押圧後にその開始位置に復帰する押しボタン等として押圧によって操作され得る本発明によるスイッチエレメントは、如何なるタイプの操作エレメントをも表示する。
本発明による操作装置は、装置本体に含まれた無線送信機と、それとは別であると共に医療機器に連結可能である無線受信機と、により、操作装置と医療機器との間の追加のケーブル接続は不要になる。医療機器のそのようなワイヤレス無線制御(RF制御)により、起こり得る罠が回避される。更に、操作者の移動の通常の自由は維持される。
操作装置は、少なくとも装置本体、即ち、そこに含まれた機能コンポーネントに操作装置を操作するために必要なエネルギを供給するエネルギ供給ユニットを有する。装置本体とは別に提供された無線受信機も、それが連結された医療機器を通じて必要なエネルギが供給され得る。しかしながら、エネルギ供給ユニットが装置本体だけでなく無線受信機にもエネルギを供給することもあり得る。更に他の実施の形態においては、無線受信機は異なるエネルギ供給(例えば、蓄電器)をも有し得る。
好ましくは、無線受信機は電線を通じて医療機器に接続される。医療機器への無線受信機の連結は、他の方法、例えば、光ファイバ又は無線(RF)を通じても可能である。
操作装置は、好ましくは、スイッチエレメントに連結され、無線送信機と無線送信機によって出力される無線スイッチ信号を生成するための信号プロセッサとを含む制御モジュールを有する。この制御モジュールは、装置本体自体に統合されるか、又は電線を通じて装置本体に接続された別のアセンブリとして提供され得る。
好ましい実施の形態においては、無線送信機は通信の初回確立のために無線受信機にペアリング信号を送信する。無線送信機のペアリング信号を通じて、無線送信機を含む装置本体が装置コンポーネントであることが確認され、無線受信機と通信することが許可され、医療機器が無線受信機と連結される。従って、医療機器の安全で確実な制御が可能である。これは特に正確には、無線送信機を含む操作装置の装置本体が使い捨てとして設計される、即ち、一度の使用後に処分され、新しい装置本体と交換されるならば、医療機器に連結された無線受信機が多くの手術を通じて操作に残る。ペアリングは、新しく使用される装置本体のそれぞれが、それが常に再使用可能である無線受信機と互換性があるか否かに関して最初に調査されることを保証する。
特に好ましい実施の形態は、無線送信機と更に無線受信機とを含む第1の無線送受信ユニットと、無線受信機と更に無線送信機とを含む、医療機器に連結可能である第2の無線送受信ユニットと、を提供する。この実施の形態においては、装置本体は無線信号を送信することができるだけでなくそのような無線信号を受信することができる。
好ましくは、エネルギ供給ユニットは装置本体に電磁エネルギを供給するための適切な手段を備える。この実施の形態は、例えば、無線信号を生成する電磁放射の形状のアンテナを介して装置本体がエネルギを受信するパッシブなRFIDの方法でエネルギが供給される装置本体に含まれたコンポーネントに使用され得る。従って、エネルギ供給は無線スイッチ信号が送信されることによる同様な双方向無線通信接続によって提供され得る。しかしながら、これと異なる無線接続を提供することも可能である。
他の実施の形態においては、装置本体にエネルギを供給することもエネルギストレージ、例えば、制御モジュールに含まれた蓄電器又はアキュムレータによって行われ得る。
特に好ましい実施の形態においては、装置本体はユーザの指に嵌め得るリングを備える。リングは好ましくはそのリング径を可変的に調整することができるように形成される。これは、同様に変形可能であるリング材料又は適切な調整装置、例えば、歯付きベルト、ばねアセンブリ、又は同様のものによって実現される。例えば、指の血流障害を排除するために、リングの内周面をリングによって指に及ぼされた圧力を分散する発泡層で覆うことも可能である。
スイッチエレメントは好ましくはリングの外周面、例えば、リングが指先の下側に接する位置に配置される。従って、スイッチエレメントは容易に操作され得る。
他の実施の形態においては、装置本体は、ユーザの手及び/又は腕に結合可能である粘着領域を有する医療用絆創膏のような平坦な可撓性材料片を備える。この実施の形態においては、装置本体は容易且つ費用効率的に製造され得る「スイッチ絆創膏」を形成する。例えば、生物学的適合の粘着剤が粘着領域に配置され、スイッチ絆創膏がターゲット面、例えば、手術手袋の表面又は操作者の皮膚に確実に付着するようにその粘着強度が決定される。更に、如何なる大きな障害を伴わずに、例えば、ターゲット面の手術手袋の損傷を伴わずにスイッチ絆創膏が外され得るように粘着強度が決定される。粘着領域は、好ましくは、それがかつてターゲット面から取り除かれた後、ターゲット面に充分な粘着強度で再び付着され得るスイッチ絆創膏のように形成される。他の実施の形態においては、粘着領域は、両面が粘着剤で覆われ、装置本体に一側に付着されると共に使用のために操作者の手の他側に付着される別の粘着テープとして実現することもできる。
更に他の実施の形態においては、装置本体はユーザの手を少なくとも部分的に包囲するカバーを備える。このカバーをユーザが手を通じて滑らせるとき、スイッチエレメントが配置される。好ましくは、カバーはユーザが手術器具も保持する手に配置される。従って、医療機器を制御するためにユーザは単に使用されている手術器具でスイッチエレメントを押圧し得る。
本発明によるカバーは一例のために最後の指骨(last phalanx)、2つの指骨、又は全ての指のみを覆う指ぬき(thimble)の形状に形成され得る。手袋の方法で手のいくつか又は全ての指を覆うようにカバーが設計され得る。
カバーは好ましくは操作者がカバーを付けるときに指又は手の形状に適合する弾性材料からなる。このため、手術手袋に使用される特定の材料が適切である。その弾性により、カバーは操作者のそれぞれの指又は手の形状に充分に適合する。従って、それぞれの異なる手及び指のサイズにも拘わらず、1つの標準サイズのみ又は少なくとも僅かなサイズのみで手をカバーに入れることが常に間に合う。
カバーは操作者が手術中に使用する無菌の手術手袋の下又は上に着用され得る。しかしながら、人間工学と有用性の理由により、手術手袋の上にカバーを着用することが有利であると思われる。カバーの弾性は、移動の自由を著しく制限せずに、操作者の指又は手に皺なくきつい方法でそれが嵌められることを可能にする。
好ましくは、スイッチエレメントは操作者の指先が配置されるカバーの位置に配置される。従って、操作装置の取り扱いを特に容易にする指先でスイッチエレメントを直に操作することが可能である。
スイッチエレメントは、例えば、マイクロスイッチ/マイクロキーとして、即ち、そのスイッチ接点がオープン状態のとき相互に数ミリメートルの僅かな距離のみ有する電気スイッチ/電気キーとして設計される。そのようなマイクロスイッチ/マイクロキーは、特に僅かな負荷の切り換え動作に適合され、従って、本発明によるスイッチ信号の生成に適合される。僅かなスイッチ接点距離により、マイクロスイッチ/マイクロキーは特に容易な方法で操作され得る。その結果として、それは操作者に触覚を伝え、彼がスイッチエレメントを押すことによってスイッチ信号が生成されるときに操作者に与える。
スイッチエレメントは、所定の第1の押しボタンの移動距離まで押しボタンスイッチを押圧することによって操作可能である第1の切り換え工程と、第1の切り換え工程から始めて所定の第2の押しボタンの移動距離まで押しボタンスイッチを更に押圧することによって操作可能である第2の切り換え工程と、の2つの切り換え工程を有する押しボタンスイッチとして設計され得る。押しボタンスイッチは、好ましくは切り換え工程がそれぞれ操作者に異なる触覚を伝えるように設計され、それぞれの切り換え工程の達成を表示する。2つの識別可能である切り換え工程を提供することによって2つの異なるスイッチ信号が生成され、その1つは第1の切り換え工程に関連付けられ、他の1つは第2の切り換え工程に関連付けられる。しかしながら、1つのスイッチ信号のみが生成されるならば、2つの切り換え工程の提供は、2つの切り換え工程の1つの故障の場合に第1の誤り保証(first-fault security)を増加させる可能性を提供し、それぞれの他の切り換え工程は、スイッチ信号を生成するために常に利用可能であり、従って、システムの故障に結びつかない。
特定の実施の形態においては、装置本体は、別の無線受信機を除く、操作装置の全てのコンポーネントが1つの部分に形成され、装置本体に統合される。これは特にスイッチエレメントに連結された制御モジュールには該当する。また、装置本体は、ワイヤ構造体を通じて電気的に接続可能であり、1つの部分がスイッチエレメントを含むと共に他の1つの部分が制御モジュールを含む2つの別の部分からなる。この実施の形態は、部分がスイッチエレメントを有することで特に小さく製造されるという利点を有し、従って、取り扱われる器具や組織構造を操作したり握ったりする間に操作者を制限しない。
可能な実施の形態においては、制御モジュールを含む装置本体の部分が弾性バングルとして設計される。バングルは操作者の前腕又は上腕の手首の領域に取り付けられ得る。弾性バングルに代えて、制御モジュールが取り付けられたベルクロストリップ(velcro strip)を使用することもできる。
好ましくは、カバーはスイッチエレメントと制御ユニットとの電気接続のためのワイヤ構造体を含む。ワイヤ構造体は、例えば、1つ以上のマイクロケーブルを備える。カバーに電気的に含まれたワイヤ構造体と制御モジュールとの接続のために、例えば、ワイヤ構造体の端に取り付けられた1つ以上のプラグと制御ユニットに取り付けられた1つ以上のソケットとからなるプラグ接続が提供される。
カバーの弾性を保証するために、カバーに統合されたワイヤ構造体は好ましくは弾性的に設計される。これは、例えば、ワイヤ構造体を形成するマイクロケーブルの蛇行の形状の配置によって達成され得る。
特に好ましい実施の形態においては、操作装置は、センサアセンブリが活性化ゾーン内のスイッチエレメントを検出するならば、スイッチエレメントによって医療機器への無線スイッチ信号の出力が有効にされ、センサアセンブリが活性化ゾーン内のスイッチエレメントを検出しないならば、スイッチエレメントによって医療機器への無線スイッチ信号の出力が遮断される、所定の活性化ゾーン内のスイッチエレメントを検出するためのセンサアセンブリを有する。
原則として、スイッチエレメントをトリガするための充分な抵抗を提供する任意の位置に押圧することによってのみ、本発明によるスイッチエレメントを操作することが可能である。しかしながら、この場合は、例えば、操作者が彼の指に偶然に触れるならば、スイッチエレメントは手術器具又は他の対象に配置されるというスイッチエレメントの想定外の操作が発生する。センサアセンブリが所定の活性化ゾーン内のスイッチエレメントを検出するならば、先に言及されたセンサアセンブリは、医療機器への無線スイッチ信号の出力のためにスイッチエレメントが活性化されることのみを保証する。この活性化ゾーン外のスイッチエレメントのキー機能は不活性化される。スイッチエレメントがそこのみ活性化されるように、センサアセンブリは活性化ゾーン内のスイッチエレメントを検出する任意の機能原則に従って動作され得る。
例えば、機械的なセンサアセンブリの操作は、スイッチエレメントにおける第1のフォームクロージャ部分と活性化ゾーン内に配置可能である第2のフォームクロージャ部分とを配置し、スイッチエレメントは、第1のフォームクロージャ部分と第2のフォームクロージャ部分とが連結するとき、無線スイッチ信号を出力するために押圧することによって操作可能である。そのようなセンサアセンブリはロックとキーの原則により働き、2つのフォームクロージャ部分の1つは疑似キーを形成すると共に他はロックを形成する。従って、例えば、第2のフォームクロージャ部分は手術器具に取り付けられ得る。この場合においては、第2のフォームクロージャ部分が配置される位置は活性化ゾーンを形成する。操作者がこの位置にスイッチエレメントを移動させ、そこに2つのフォームクロージャ部分を結合する場合のみ、スイッチエレメントが活性化される。スイッチエレメントの不注意による操作はこのようにして大部分が排除される。
好ましくは、スイッチエレメントは、第1のフォームクロージャ部分を形成するリングエレメントの1つに沈み込む方法(sunk-in manner)で配置される押しボタンを有する。この場合においては、第2のフォームクロージャ部分は、押しボタンに圧力を印加するためにリングエレメントを結合する膨らんだカウンタ部分を有する。この実施の形態においては、第1のフォームクロージャ部分を形成するリングエレメントが膨らんだカウンタ部分に明確に置かれるならば、押しボタンが操作されることのみが保証され、その後、明確にリングエレメントの内周面に接する。
他の実施の形態においては、センサアセンブリは磁気スイッチを備える。この磁気スイッチは、磁場によって切り換え可能であるエレメントと磁場を生成するエレメントとからなる。他のエレメントが活性化ゾーン内に配置可能である一方で、磁気スイッチを形成するエレメントの1つはスイッチエレメントに配置される。例えば、医療機器に磁石を取り付けることが可能である。操作者が磁石を包囲する領域のカバーに配置された磁気的に切り換え可能であるエレメントを移動させれば、磁石によって生成された磁場はそれが活性化される切り換え可能であるエレメントに作用する。スイッチエレメントが押圧することによってこの活性化状態に操作されるならば、生成された制御信号は医療機器に送信される。対照的に、それが磁場が磁気的に切り換え可能であるエレメントに作用しない領域にある一方で、スイッチエレメントが押圧されるならば、医療機器への制御信号の送信が遮断される。磁気的に切り換え可能であるエレメントは、例えば、リードスイッチ又はホールセンサである。
更に、本発明は、独立項23による医療機器を制御するための操作装置を提供する方法に関する。
この方法においては、好ましくは使い捨てが製造される。これに関しては、スイッチ絆創膏又はリング等の先に説明された実施の形態の1つが特に使用されても良い。
本発明は図面に基づいて以下により詳細に説明される。
図1は本発明による操作装置10のブロック図を示す。
操作装置10はスイッチエレメントとしての押しボタン12を有し、操作者は操作装置10を操作するためにそれを押圧することができる。操作装置10は押しボタン12に連結された制御モジュール14を更に備え、制御モジュール14はエネルギストレージとしての蓄電器16、信号プロセッサ18、及び無線送信機20を含む。図1による実施の形態においては、押しボタン12と制御モジュール14とは1つの装置本体11に統合される。後で詳細に説明されるが、2つの装置本体を提供することも可能であり、そのような装置本体の1つの部分に押しボタン12が配置され、装置本体の他の部分が制御モジュール14を含む。
操作装置10は、例えば、電線を通じて医療機器100に連結された無線受信機102を更に有する。機器100は、例えば、腹腔鏡手術中にカメラが装備された内視鏡をトラッキングする撮像補助システムである。無線受信機102は装置本体11と別のアセンブリを形成する。
制御モジュール14に含まれた蓄電器16は、制御モジュール14に含まれたコンポーネントの両方、即ち、制御モジュール14に連結された押しボタン12だけでなく、信号プロセッサ18と無線送信機20とに電磁エネルギを供給する。信号プロセッサ18は、操作者が押圧することによって押しボタン12を操作するときに押しボタン12が制御モジュール14に出力する動作信号を受信する。この動作信号は押しボタン12の切り換え状態を表示する。信号プロセッサ18は、押しボタン12から受信された動作信号を変換し、無線送信機20にそれを出力する。無線送信機20は、医療機器100に連結された無線受信機102に信号プロセッサ18によって生成された無線スイッチ信号を送信する。結果として、機器100においては、受信された無線スイッチ信号に対応して動作、例えば、手術部に向けて内視鏡の自動トラッキングが開始される。
図2においては、図1に示された機能原則に従って動作する実施の形態が概略的に示される。図2による実施の形態においては、1つの装置本体11がスイッチ絆創膏、即ち、医療石膏のように結合可能である平坦な可撓性材料片から形成される。本実施の形態においては、スイッチ絆創膏11は、指13の皮膚又は操作者が手術中に着用している手術手袋に直に接合される。図2は、スイッチ絆創膏11が無線受信機102にどのように無線スイッチ信号を送信するのかを示す。図2による実施の形態においては、スイッチ絆創膏11がスイッチ絆創膏11に統合された図1に示された蓄電器16によって供給される。
図3は、装置本体11が蓄電器を通じて供給されないが、外部供給された無線信号を介してパッシブなRFIDエレメントの方法という点において、図1による実施の形態に対して変更された操作装置10の実施の形態を示す。これに関しては、医療機器100に連結可能である別の無線送受信ユニット103の一部である無線送信機101が更に提供され、無線送受信ユニット103が無線受信機102も含む。同様に、装置本体11に配置された制御モジュール14は、無線送信機20に加えて無線受信機23を更に含む無線送受信ユニット21を含む。装置本体11にエネルギを供給するために、無線受信機23はエネルギを吸収し、無線送信機101はそれを無線信号の形式で放射する。その後、この吸収された無線エネルギは制御モジュール14における電気エネルギに変換される。
図4は、図3による実施の形態のための双方向無線通信を示す。特に、図4は図2に図示された実施の形態において装置本体11を形成するスイッチ絆創膏に無線送受信ユニット103によってどのようにエネルギが供給されるかを補足して示す。
図5においては、スイッチ絆創膏11が操作者の手の異なる位置に結合可能であるという要求に従って図示される。この文脈では、1つのスイッチ絆創膏11(又は代わりに設計された装置本体11)の使用に本発明が限定されないことが指摘される。従って、操作者の手に複数のスイッチ絆創膏11を取り付けることも可能である。
図6においては、装置本体11が操作者が彼の指13に身に付け得る弾性リング70からなる実施の形態が図示される。指13へのリング70の固定を強化するために、粘着剤はリング70の内周面に塗布される。この実施の形態においては、更に、リング70によって形成された装置本体が1つに形成される。押しボタン12と制御モジュール14との両方は、相互に対してほぼ180・の角距離で外周面に配置された蓄電器16、信号プロセッサ18、及び無線送信機20を含む。しかしながら、リング70が2つの装置本体のスイッチエレメント12を有する1つのみを形成することも可能である。この場合においては、制御モジュール14を有し、両者がリングにワイヤ構造体(図示せず)を通じて連結されると共に無線受信機102に無線を通じて連結された第2の部分が提供される必要がある。
図7は、スイッチエレメント12が2つの切り換え工程を有する押しボタンスイッチとして形成される典型的な実施の形態を示す。2つの切り換え工程は異なる強さの操作力によって活性化される。図7による具体例においては、2Nの操作力Fが適用されるならば、0.5mmの第1の押しボタンの移動距離が生成される。この押しボタンの移動距離を達することは、操作者へのかちっという音(click)によって触知伝達される。ならば、その後、操作者が第1の切り換え工程から始めて5Nの力で押しボタンスイッチ12を完全に押圧するならば、更に0.4mmの第2の押しボタンの移動距離、従って、0.9mmの総ストロークが生成される。この押しボタンの移動距離によって第2の切り換え工程は遂行され、それは再びかちっという音によって操作者に触知伝達される。
以下に記載された図8から図13によるその他の実施の形態においては、装置本体11は相互に連結可能である2つの別の部分、即ち、先の実施の形態とは対照的に、弾性カバー22とバングル32とからなる。
図8による操作装置10は、人差し指26を通じてそれを引っ張ることができるように図8に24に示された操作者の手に適合された弾性カバー22を含む。カバー22が操作者の人差し指26に引っ張られるとき、押しボタン12は、人差し指26の先端の下側にそれが配置される位置のカバー22に配置される。従って、操作者は彼の指先で押しボタン12を操作することができる。
押しボタン12は押しボタンが配置される平坦な矩形の、例えば、押圧することによって変形可能であるスイッチ膜30の形状のハウジングを有する。スイッチ膜30を押圧することによって、ハウジング28に含まれたスイッチ接点(明確に図8と図9とに示されていない)は相互に接触する。これらのスイッチ接点を閉じることによって、押しボタン12はスイッチ信号を出力するように促される。
図8による操作装置10は操作者が手首に身に付ける弾性バングル32を更に含む。バングル32は、押しボタン12に電気接続された制御モジュール14を携帯する。押しボタン12と制御モジュール14とは、押しボタン12のハウジング28からそれらの端の1つにそれぞれ誘導され、制御モジュール14にそれらの他の端が連結される2つのケーブル34、及び36を通じて相互に接続される。ケーブル34、及び36は、それぞれ対応するケーブル34、又は36に配置されたプラグ54、及び56と、プラグ54、及び56に関連付けられたソケット58、及び60と、からなり、ソケット58、及び60が制御モジュール14に配置された2つのプラグコネクタ38、及び40(図11を参照)を通じて制御モジュール14に連結される。これらの2つのケーブル34、及び36の1つは制御モジュール14の内部の蓄電器16に接続され、押しボタン12に電磁エネルギを供給する役割を果たし、一方で他のケーブルが信号プロセッサ18に連結される。同様に、押しボタン12は、信号プロセッサ18に2つのケーブル34、及び36の他の1つを通じてスイッチ膜30の操作により生成されるスイッチ信号を送信する。
図9においては、再度、装置本体11の2つの部分の構造が図示される。
図10と図11においては、操作装置10の更なる実施の形態が示される。この実施の形態は、単に必要とされるスイッチ信号を出力するために操作者が押しボタン12を活性化することを可能にするアセンブリという点で図8の実施の形態と異なる。
このアセンブリは、スイッチ信号を出力すべく押しボタンを活性化するために以下に説明される方法で押しボタン12と共に作用するフォームクロージャ部分42を含む。フォームクロージャ部分42は、上側に盛り上がったプレートのようなエレメント44を備え、環状の逆部分46が配置される。操作者がフォームクロージャ部分42に押しボタンのエレメント12を配置するとき、スイッチ膜30に押圧するように、逆部分46は、押しボタン12のスイッチ膜30に対して形状やサイズに関して適合される。フォームクロージャ部分42への押しボタン12の確かな位置調整を可能にするために、フォームクロージャ部分42に対応するフォームクロージャ部分48は押しボタン12に形成され、フォームクロージャ部分48はスイッチ膜30を同心的に包囲する円環になる。操作者がフォームクロージャ部分42への正確に適当な方法で押しボタン12を押圧するならば、盛り上がった逆部分46の周囲に隣接するように、リング48がフォームクロージャ部分42の上側に配置される。この正の受面においては、その後、スイッチ膜30を押圧し、逆部分46は押しボタン12のハウジング28に含まれたスイッチ接点を閉じる。
図11は、リング48と共に提供される押しボタン12の断面も示す。この断面図はスイッチ膜30がリング48の内部で沈み込む方法で配置されることを示す。この沈み込まれた配置は、押しボタン12、従って、突出するリング48が、例えば、平面又は僅かな湾曲面に配置されたとき、スイッチ膜30が操作されないように、断面のリング48がスイッチ膜30を通じて突出することを意味する。押しボタン12がフォームクロージャ部分42に正確に適当な方法で配置された場合のみ、リング48を係合する逆部分46がスイッチ膜30の操作を可能にする。
従って、2つのフォームクロージャ部分42、及び48は図10に52として一般に表示されたセンサアセンブリを形成する。押しボタン12が所定の活性化ゾーンに検出されることを可能にし、押しボタン12が活性化ゾーンにあるならば、制御モジュール14へのスイッチ信号の出力が有効になる。活性化ゾーンは、その結果として、例えば、手術器具に取り付けられたフォームクロージャ部分42の位置によって定義される。
図12と図13においては、異なるタイプのセンサアセンブリ52という点で図10と図11による実施の形態と異なる更なる実施の形態が示される。
図10と図11による実施の形態においては、2つのフォームクロージャ部分42、及び48が押しボタンエレメント12の解放状態を検出するために機械的に操作するセンサアセンブリを形成しているが、この実施の形態では、センサアセンブリは電磁的に操作するアセンブリである。
図12と図13に示されるセンサアセンブリ52は、押しボタン12のハウジング28に隣接して配置されたリードスイッチ62の形状の磁気的に切り換え可能であるエレメントと、リードスイッチ62と磁気的に相互作用する磁性プレート50と、を備える磁気スイッチからなる。磁性プレート50は、スイッチ信号を出力するために、押しボタン12が活性化される活性化ゾーンを定義するために使用され得る磁場を生成する。活性化ゾーンは、磁性プレート50の位置によって順番に定義され、磁性プレート50は好ましくは手術器具に取り付けられる。操作者が磁性プレート50によって生成された磁場にその人差し指26に保持された押しボタン12を移動させるならば、押しボタン12に配置されたリードスイッチ62に作用し、リードスイッチ62が閉じられ、従って、押しボタン12は対応する信号を通じて活性化される。その後、操作者が磁性プレート50のスイッチ膜30に活性化状態の押しボタン12を押圧するならば、押しボタン12は制御モジュール14に含まれた無線送信機20を通じて医療機器100にスイッチ信号を送信する。
しかしながら、押しボタン12が活性化ゾーンの外側、即ち、磁性プレート50によって生成された磁場の活動範囲の外側で操作されるならば、押しボタン12に含まれたリードスイッチ62によるスイッチ信号の出力が遮断される。結果的に、この状態においては、押しボタン12のスイッチ膜30の操作は医療機器100へのスイッチ信号の出力を引き起こさない。
先に説明されたセンサアセンブリの実施の形態は一例としてのみ意図される。従って、例えば、リードスイッチ62が他のタイプの機械的に切り換え可能であるエレメント、例えば、ホールセンサと交換され得る。
通常、図10と図11に示される実施の形態による機械アセンブリ又は図12と図13に示される実施の形態による電磁アセンブリとは別のセンサアセンブリ、例えば、発光ダイオードやフォトダイオード等の光学的方法で動作するアセンブリが活性化ゾーンの押しボタン12を検出するために使用され得る。また、押しボタン12に配置され、活性化ゾーンが化学物質によって区別されると共に対応する化学センサを通じて検出されるセンサアセンブリが使用されても良い。
先に説明された実施の形態は、発明の内容の典型的な実例のためだけに意図される。特に、それぞれの実施の形態のために説明された異なる態様は適切な方法で組み合わされ得る。これは、特にスイッチエレメント12の具体的な設計だけでなく単一又は複数の部分の装置本体11の具体的な設計に適用する。同様に装置本体11のエネルギ供給に適用する。従って、例えば、図8から図13に示される制御モジュール14にパッシブなRFIDエレメントの方法でエネルギが外部から供給され得る。
Claims (23)
- 医療機器(100)を制御するための操作装置(10)であって、
装置本体(11)と、
前記装置本体(11)に配置されると共にユーザによって押圧することによって操作可能である少なくとも1つのスイッチエレメント(12)と、
を備え、
前記医療機器(100)が前記スイッチエレメント(12)の切り換え状態によって制御可能であり、
前記装置本体(11)に含まれると共に前記切り換え状態を表示する無線スイッチ信号を出力するために前記スイッチエレメント(12)に連結された無線送信機(20)と、
前記装置本体(11)と別に提供されると共に前記無線送信機(20)による前記無線スイッチ信号の出力を受信するために前記医療機器(100)に連結可能である無線受信機(102)と、
少なくとも前記装置本体(11)にエネルギを供給するためのエネルギ供給ユニット(16)と、
を備え、
前記装置本体(11)が前記ユーザの手及び/又は腕に取り付けられるための手段を備える
ことを特徴とする操作装置(10)。 - 前記スイッチエレメント(12)に連結された制御モジュール(14)を備え、前記制御モジュール(14)が前記無線送信機(20)と前記無線送信機(20)によって出力された前記無線スイッチ信号を生成するための信号プロセッサ(18)とを含む請求項1に記載の操作装置(10)。
- 前記無線送信機(20)が通信の初回確立のために前記無線受信機(102)にペアリング信号を送信する請求項1又は2に記載の操作装置(10)。
- 前記装置本体(11)に配置された第1の無線送受信ユニット(21)と前記医療機器(100)に連結可能である第2の無線送受信ユニット(103)とを備え、前記第1の無線送受信ユニット(21)が前記無線送信機(20)と更に無線受信機(23)とを含み、前記第2の無線送受信ユニット(103)が前記無線受信機(102)と更に無線送信機(101)とを含む請求項1から3の何れか一項に記載の操作装置(10)。
- 前記エネルギ供給ユニットが前記装置本体(11)に電磁エネルギを供給するための手段(101、23)を備える請求項1から3の何れか一項に記載の操作装置(10)。
- 前記制御モジュール(14)に含まれたエネルギストレージ(16)を備える請求項1から4の何れか一項に記載の操作装置(10)。
- 前記装置本体(11)が前記ユーザの指に身に付け得るリング(70)を備える請求項1から3の何れか一項に記載の操作装置(10)。
- 前記リング(70)がそのリング径を調整するための手段を有する請求項7に記載の操作装置(10)。
- 前記スイッチエレメント(12)が前記リング(70)の外周面に配置される請求項8に記載の操作装置(10)。
- 前記装置本体(11)が前記ユーザの前記手及び/又は前記腕に粘着領域を結合可能である医療用絆創膏型の平坦可撓性材料片を備える請求項1から6の何れか一項に記載の操作装置(10)。
- 前記装置本体(11)が前記ユーザの前記手を少なくとも部分的に包囲するカバー(26)を備える請求項1から6の何れか一項に記載の操作装置(10)。
- 前記スイッチエレメント(12)が2つの切り換え工程を持つ押しボタンスイッチであり、前記2つの切り換え工程が所定の第1の押しボタンの移動距離まで前記押しボタンスイッチを押圧することによって操作可能である第1の切り換え工程と第1の切り換え工程から始めて所定の第2の押しボタンの移動距離まで前記押しボタンスイッチを更に押圧することによって操作可能である第2の切り換え工程とを備える請求項1から11の何れか一項に記載の操作装置(10)。
- 前記装置本体(11)が1つの部分で形成される請求項1から12の何れか一項に記載の操作装置(10)。
- 前記装置本体(11)がワイヤ構造体(34、36)を通じて相互に電気接続可能である別の2つの部分(22、32)で形成され、一方が少なくとも1つの前記スイッチエレメント(12)を含むと共に他方が前記制御モジュール(14)を含む請求項1から12の何れか一項に記載の操作装置(10)。
- 前記装置本体(11)を形成する前記2つの部分(22、32)を電気接続するためのプラグ接続(38、40)を備える請求項14に記載の操作装置(10)。
- 前記制御モジュール(14)を有する前記装置本体(11)の部分が弾性バングル(32)である請求項14又は15に記載の操作装置(10)。
- 所定の活性化ゾーン内の前記スイッチエレメント(12)を検出するためのセンサアセンブリ(52)を備え、前記センサアセンブリ(52)が前記活性化ゾーン内の前記スイッチエレメント(12)を検出するならば、前記無線送信機(20)による前記無線スイッチ信号の出力が有効になり、前記センサアセンブリ(52)が前記活性化ゾーン内の前記スイッチエレメント(12)を検出しないならば、前記無線送信機(20)による前記無線スイッチ信号の出力が遮断される請求項1から16の何れか一項に記載の操作装置(10)。
- 前記センサアセンブリが前記スイッチエレメント(12)に配置された第1のフォームクロージャ部分(48)と前記活性化ゾーン内に配置可能である第2のフォームクロージャ部分(42)とを含み、
前記スイッチエレメント(12)が前記第1のフォームクロージャ部分(48)と前記第2のフォームクロージャ部分(42)とが係合するときに前記無線スイッチ信号を出力するために押圧することによって操作可能である請求項17に記載の操作装置(10)。 - 前記スイッチエレメント(12)が前記第1のフォームクロージャ部分(48)の内部で沈み込む方法で配置された押しボタン(30)を含み、
前記第2のフォームクロージャ部分(42)は前記押しボタン(30)に圧力を印加するために前記第1のフォームクロージャ部分(48)を係合する膨らんだ逆部分(46)を含む請求項18に記載の操作装置(10)。 - 前記センサアセンブリ(52)が磁場によって切り換え可能であるエレメントと前記磁場を生成するエレメント(50)とで形成された磁気スイッチを備え、前記磁気スイッチの前記エレメントの一方が前記スイッチエレメント(12)に配置され、前記エレメントの他方が前記活性化ゾーン内に配置可能である請求項17に記載の操作装置(10)。
- 前記磁場によって切り換え可能である前記エレメントがリードスイッチ又はホールセンサである請求項20に記載の操作装置(10)。
- 前記装置本体(11)が流動性反発材料(fluid-repellent material)で形成される請求項1から21の何れか一項に記載の操作装置(10)。
- 医療機器(100)を制御するための操作装置(10)を提供するための方法であって、
前記操作装置(10)を操作するために提供され、押圧することによってユーザによって手動で操作可能である少なくとも1のスイッチエレメント(12)を含む装置本体(11)を製造する工程であって、前記医療機器(100)が前記スイッチエレメント(12)の切り換え状態によって制御可能であり、前記装置本体(11)が前記切り換え状態を表示する無線スイッチ信号を出力するために前記スイッチエレメント(12)に連結された無線送信機(20)と前記ユーザの手及び/又は腕に前記装置本体(11)を取り付けるための手段とを備える工程と、
生産された前記装置本体(11)を殺菌する工程と、
殺菌された前記装置本体(11)を前記操作装置(10)を使用するために前記ユーザによって開かれるパッケージングに配置する工程と、
を備える
ことを特徴とする方法。
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