KR20160003273A

KR20160003273A - 수술대 및 수술대를 제어하는 방법

Info

Publication number: KR20160003273A
Application number: KR1020157034398A
Authority: KR
Inventors: 마르쿠스 비스너; 미하엘 프뤼
Original assignee: 마쿠에트 게엠베하
Priority date: 2013-05-03
Filing date: 2014-04-30
Publication date: 2016-01-08
Also published as: CN105407853A; RU2643127C2; BR112015026946A2; DE102013104538A1; US20160089287A1; EP2991607A1; JP6411465B2; KR101937524B1; WO2014177619A1; PL2991607T3; EP2991607B1; US10357413B2; JP2016518199A; CN105407853B; DE102013104538B4; RU2015151615A

Abstract

전기식 구동부(70)를 사용하여 수술대(30)의 적어도 하나의 조절 가능한 구성요소(32 내지 46)가 조절되는 수술대(30) 및 수술대(30)를 위한 방법이다. 제1 센서부(86)를 사용하여 구성요소(32 내지 46)의 조절 위치 및/또는 조절 위치의 변경이 검출된다. 제어부(52)의 제1 동작 모드에서, 제1 센서부(86)가 작동되고 제어 요소(14 내지 28)를 사용하여 구성요소(32 내지 46)를 조절하기 위한 상기 구동부(70)가 작동될 수 있다. 제어부(52)의 제2 동작 모드에서, 적어도 제1 센서부(86)는 비작동되고 구성요소(32 내지 46)의 조절 위치의 변경을 모니터하기 위한 제2 센서부(90)가 작동된다. 구동부(70)가 기 설정된 기간 동안 작동되지 않았을 때 제1 동작 모드로부터 제2 동작 모드로의 전환이 일어난다. 또한, 제2 센서부(90)에 의해 구성요소(32 내지 46)의 조절 위치의 변경이 검출될 때 제2 동작 모드로부터 제1 동작 모드로의 전환이 일어난다.

Description

수술대 및 수술대를 제어하는 방법{OPERATING TABLE AND METHOD FOR CONTROLLING AN OPERATING TABLE}

본 발명은 전기식 구동부를 사용하여 조절 가능한 적어도 하나의 구성요소를 갖는 수술대와 관련된다. 수술대는 구성요소의 조절 위치의 변경 및/또는 조절 위치를 검출하기 위한 제1 센서부를 갖는다. 또한, 본 발명은 이러한 수술대를 제어하는 방법과 관련된다.

3가지 상이한 타입들의 수술대들, 즉, 고정식(stationary) 수술대들, 이동 가능한 수술대들 및 이동식 수술대들이 병원들 내에서 전형적으로 사용된다. 고정식 수술대들은 수술실 바닥에 영구적으로 고정된 수술대 컬럼을 갖고, 일반적으로 고정식 수술대들은 수술대 컬럼 베이스를 포함하지 않고 에너지는 고정되도록 설치된 케이블들을 통해 이들에게 공급된다.

이동 가능한 수술대들은 수술대 컬럼에 연결되는 수술대 컬럼 베이스를 갖고, 롤러들 및 이송 수단을 갖지 않으며, 적어도 외과적 수술 동안 수술실의 바닥 상에서 유지된다(stand on). 이동 가능한 수술대들은 이송 캐리지들을 사용하여 상승 가능하고 이동 가능하다. 이동 가능한 수술대 및 이송 캐리지를 포함하는 이러한 시스템은 또한 이동식 수술대 시스템으로서 참조된다.

이동식 수술대들의 수술대 컬럼 베이스들은 수술대를 이동시키기 위한 롤러들을 갖고, 따라서, 이동식 수술대들은 추가적인 보조 수단 없이 이동 가능하다. 이동식 수술대들의 경우, 추가적으로, 바람직하게는 소프트 시동 및 안전한 브레이크 기능을 포함하는, 전기식 견인 구동들이, 전기식 견인 구동을 이용하여 이동식 수술대를 이동시키기 위해 사용될 수 있다.

이동 가능한 수술대들 및 이동식 수술대들의 에너지 공급은 수술대 내에, 바람직하게는 수술대 컬럼 베이스 내에 또는 수술대 컬럼 내에 바람직하게는 통합되는 축전지들을 통해 제공될 수 있다.

고정식 수술대들의 경우와 이동 가능한 수술대들 및 이동식 수술대들의 경우 둘 다에서, 수술대 컬럼 상에 배치된 환자 지지 표면의 높이 변형을 위한 전기식 모터를 사용하여 길이 조절 가능한 수술대 컬럼, 수술대 컬럼 헤드에 연결된 환자 지지 표면의 틸트 및 스윙(swing)의 변형을 위한 2개의 수직 축들에 대해 조절 가능한 수술대 컬럼 헤드, 및/또는 전기식 모터를 사용하여 조절될 수 있는 환자 지지 표면의 구성요소들과 같은, 전기식 모터를 사용하여 조절 가능한 구성 요소들이 마련될 수 있다.

특히, 축전지들을 통해 에너지를 공급 받는 수술대 들의 경우, 에너지 절약 기능들을 제공하고, 기 설정된 시간(amount of time) 동안 제어 요소를 통한 입력을 사용하여 제어 기능이 작동되지 않은 때 또는 개시된 제어 기능이 달리 작동되지 않은 경우, 센서들, 액추에이터들 및 제어 기능들을 비작동시키는 것이 필요하다. 긴 외과적 수술들 동안, 환자의 위치는 종종 오랜 기간 동안 유지되고 따라서 이러한 기간들 동안 에너지 절약 기능이 작동될 수 있다. 에너지 절약 기능과 같은 것을 사용하여 또한, 자신들 스스로 관련 에너지 소비량을 갖는 센서부들이 비작동되면, 추가적으로/또는 이로 인해 관련 에너지 소비량을 갖는 센서 신호들을 평가하기 위한 제어부가 비작동되면, 구성요소의 조절 위치가 외력에 의해 변화하고, 특히, 모터 브레이크에서의 결함과 같은 추가적인 구성요소에서의 결함이 발생할 때 문제가 발생할 수 있다. 특히, 높이-조절 가능 수술대 컬럼은 환자 지지 표면 및/또는 환자의 무게에 의해 그 자체가 하강될 수 있다. 외과적 수술 중에 이러한 일이 일어나면, 외과의가 외과적 수술을 수행함에 있어서 방해를 받고 환자가 위험에 처할 위험이 존재하게 된다.

문서 DE 199 55 116 A1에서, 환자 지지 표면이 수술대 컬럼으로부터 제거 가능하고 전기실 모터를 사용하여 조절 가능한 구성 요소들을 포함하는 환자 지지 표면의 구동(drive)들을 제어하는 제어부 - 상기 제어부는 에너지 서플라이, 제어(control) 및 제어 디바이스를 포함함 -가 알려져 있다. 제어 디바이스는 수술대 지지 표면의 이송을 위한 이송 캐리지 내에 통합된다.

문서 DE 10 2007 062 200 A1에서, 제어 요소들을 사용하여 조절 가능한 복수의 구성요소들을 갖는 수술대가 알려져 있다. 적어도 일부의 제어 요소들의 상태 및/또는 상태의 변화가 센서들에 의해 검출되고, 센서들에 의해 생성되는 신호들은 프로세싱 디바이스로 제공된다(fed).

문서 DE 10 2005 054 223 A1에서, 조절 가능한 환자 지지 표면이 배치되는 수술대 컬럼을 갖는 수술대를 조절하기 위한 디바이스가 알려져 있다. 디바이스는 수술대의 구성요소들을 조절하기 위한 조절 명령들을 입력하기 위한 제어 디바이스를 포함한다. 조절 명령들은 제어 디바이스로부터 조절 가능한 지지 표면으로 전송될 수 있다.

문서 DE 10 2005 053 754 A1에서, 서로에 대해 조절 가능한 몇몇의 세그먼트들을 포함하는, 수술대의 환자 지지 표면을 조절하기 위한 디바이스가 알려져 있다. 적어도 일부의 조절 가능한 세그먼트들은 연관된 세그먼트들을 조절하기 위한 제어 가능한 액추에이터들에 연결된다. 액추에이터들은 바람직하게는 전기식 모터들이다. 입력 디바이스는 환자 지지 표면 상에 누워있는 환자의 신체 부위 또는 신체 부분의 위치와 연관되는 몸통-부분-관련 조절 명령들을 입력하기 위한 수단을 갖는다.

외과적 수술 동안 수술대의 에너지 요구를 줄일 수 있고 환자에 대한 위험(hazard)이 방지될 수 있는, 수술대 및 수술대를 제어하는 방법을 명시하는 것이 본 발명의 목적이다.

이러한 목적은 청구항 1의 특징들을 갖는 수술대 및 독립 방법 청구항의 특징들을 갖는 수술대를 제어하는 방법에 의해 해결된다. 본 발명의 유리한 개발들은 종속항들에서 명시된다.

청구항 1의 특징들을 갖는 수술대를 사용하여, 제1 센서부가 비작동되고, 바람직하게는 에너지 절약 모드인, 제어부의 제2 동작 모드에서 구성요소의 조절 위치의 변경을 모니터하기 위한 제2 센서부가 작동된다. 제1 센서부는 제어부의 제1 동작 모드에서 작동된다. 또한, 제1 동작 모드에서 제어 요소를 사용하여 구성요소를 조절하기 위한 구동부가 작동될 수 있다. 제어부는 구동부가 기 설정된 기간 동안 작동되지 않았을 제1 동작 모드로부터 제2 동작 모드로 변화한다. 제어부는 제2 센서부가 구성요소의 조절 위치의 변경을 검출할 때 제2 동작 모드로부터 제1 동작 모드로 변화한다. 여기서, 단순하게 구성된 센서부가, 바람직하게는 구성요소의 조절 위치가 변경될 때 바이너리 신호를 출력하는, 제2 센서부로서 마련될 수 있다. 이러한 센서부는 단지 적은 에너지를 요구하거나 요구하지 않는다. 제어부를 사용하여 바이너리 센서 신호의 평가가 또한 많은 연산의 소모 없이 가능하고 따라서 제1 동작 모드에서의 제1 센서부의 작동 및 제1 센서부의 센서 신호의 평가에 비해 제2 센서부를 위한 및 제2 센서부의 센서 신호의 평가를 위한 상대적으로 단지 적은 에너지가 요구되거나 요구되지 않는다. 제2 센서부에 의해, 그러나, 제1 센서부가 비가동될 때 구성요소의 조절 위치의 변경이 검출되는 것이 보장되고 따라서 외과적 수술 동안 환자가 위험에 처하지 않을 수 있도록 적절한 조치(measure)들이 취해질 수 있다.

바람직하게는, 제2 동작 모드는 제1 센서부 및/또는 제어부의 적어도 일부의 제어 기능들이 비작동으로 되는 에너지 절약 모드이다. 이러한 방식으로, 외과적 수술 중에 수술대의 에너지 요구가 감소되는 것이 달성될 수 있다.

또한, 기 설정된 기간에 대한 값이 사용자 입력을 사용하여 사용자에 의해 상기 제어부의 동작부를 통해 허용 가능한 기 설정된 범위 내의 값으로 변경될 수 있으면 유리하다. 동작부는 특히 수술대를 동작시키기 위한 제어 요소들을 갖는 원격 제어일 수 있다. 결과적으로, 제어부가 제1 동작 모드로부터 제2 동작 모드로 변화한 후에 상기 기간은 쉽게 변화될 수 있고, 특히 외과의의 개인적인 희망들 및/또는 외과적 수술의 코스(course)에 적응될 수 있다. 바람직하게는, 기 설정된 기간은 1초에서 1시간의 특히, 10초에서 10분의 범위의 값을 갖는다. 이러한 지시된 범위들 중 하나 내의 기 설정된 값에 의해, 외과적 수술의 시퀀스가 동작 모드의 변화에 의해 영향을 받지 않게 되고 제2 동작 모드로의 변경에 의해 외과적 수술 동안의 에너지가 절약될 수 있는 것이 달성될 수 있다.

제2 센서부에 의한 구성요소의 조절 위치의 변경의 검출의 결과로서의 제2 동작 모드로부터 제1 동작 모드로의 변화 이후에, 제어부가 기 설정된 기간의 만료 이후에 또한 제1 동작 모드를 유지하면 특히 유리하다. 결과적으로, 제2 동작 모드에서 제2 센서부에 의한 구성요소의 조절 위치의 변경의 검출에 의한 제2 동작 모드로부터 제1 동작 모드로의 변화 이후에, 제1 센서부에 의해 제1 동작 모드에서 구성요소의 조절 위치가 검출 및 모니터될 수 있다. 제어부는 그 다음으로 제1 센서의 센서 신호에 따라, 제어 및, 필요하다면, 제어 요소를 사용하여 설정된 구성요소의 조절 위치의 교정이 자동적으로 추가적인 사용자 입력 없이 일어나도록, 구동부를 제어할 수 있다. 결과적으로, 구동부와 관련하여 제어부에 의해 바라지 않은 이동이 자동적으로 상쇄(counteract)된다. 이는 특히, 제2 센서부를 사용하여 수술대의 오류 상태가 검출되는 것이 가정될 때, 그 다음으로 제1 제어부의 센서 신호에 따라 구동부를 제어함으로써 제어 요소를 통한 구성요소 세트의 소기의 조정 위치의 가능한 요구되는 교정이 보장되고 따라서 외과적 수술 동안 부정적인 효과가 존재하지 않으며 무엇보다도 환자에 대한 위험이 존재하지 않게 되므로, 유용하다.

또한, 제어부가 구동부로서 역할하는 스텝퍼 모터의 스텝 위치 모니터링을 작동시키고 추가적으로/또는 제어부가 구동부로서 역할하는 전기식 모터의 와인딩들을 단락(short-circuit)시키면 유리하다. 결과적으로, 구성요소의 조절 위치의 의도되지 않은 변경이 방지될 수 있고 또는 구성요소의 조절 위치의 변경이 느리게 될 수 있다.

구동부가 적어도 제2 동작 모드에서 작동되는 브레이크를 포함하면 특히 유리하다. 바람직하게는, 브레이크는 스프링력을 사용하여 작동되고 전기적 구동을 사용하여 비가동되고 따라서 브레이크는 구동부의 무-전압(de-energized) 상태에서 동작되고 특히 구동부의 전기식 모터의 전기자 샤프트의 회전을 방지한다. 브레이크가 결함이 있을 때, 제2 센서부는 또한 제2 동작 모드에서 구성요소의 조절 위치의 변경을 검출할 것이고 따라서 브레이크의 결함은 제2 센서부를 사용하여 쉽고 신뢰성 있게 검출 가능하다.

구성요소가 수술대 컬럼의 높이 조절부, 종방향의 틸트 조절부 및/또는 횡방향의 틸트 조절부이고 조절 위치가 수술대 컬럼에 연결된 환자 지지 표면의 높이, 환자 지지 표면의 종방향의 틸트 조절 및/또는 환자 지지 표면의 횡방향의 틸트 조절과 관련되면 특히 유리하다. 결과적으로, 제어부의 제2 동작 모드에서 적어도 수술대 컬럼의 중앙 조절 옵션이 제2 센서부를 사용하여 모니터되는 것이 보장된다. 여기에서, 환자 지지 표면의 종방향의 축에 대해 수직인 또는 또한 상기 종방향의 축이 놓여 있는 동일한 수직 평면에서 환자 지지 표면의 종항향의 축에 대해 평행으로 연장하는 축에 수직인 회전축에 대해 환자 지지 표면을 피봇(pivot)하는 것이 종방향의 틸트 조절로서 참조된다. 환자 지지 표면의 종방향의 축 또는 상기 종방향의 축이 놓여 있는 동일한 수직 평면에서 환자 지지 표면의 종항향의 축에 대해 평행으로 나아가는(running) 회전축에 대한 환자 지지 표면의 피봇이 횡방향의 틸트 조절로서 참조된다.

제2 센서부가 구동부로서 역할하는 전기식 모터의 출력 샤프트(output shaft)의 회전 및/또는 출력 샤프트와 체결되는 요소의 회전을 검출하는 적어도 리드 스위치를 포함하면 유리하다. 이를 위해 특히 단지 영구 자석이 단순한 리드 스위치를 사용하여 구성요소의 조절 위치의 변경을 검출하기 위해 전기식 모터의 출력 샤프트에 연결되거나 거기에 통합되거나 또는 출력 샤프트와 체결되는 요소에 연결되거나 거기에 통합되어야 한다. 제2 센서부의 평가를 위해 그 다음으로 단지 리드 스위치의 스위칭 상태의 변경이 모니터되어야 한다. 스위칭 상태가 변경되면 구성요소의 조절 위치의 변경이 가정되어야 하고 따라서 제어부의 제2 동작 상태에서 수술대의 오작동 또는 수술대의 구조적인 유닛의 오류가 가정되어야 한다. 리드 스위치들은 매우 견고하고, 비용-효율적이고 상대적으로 적은 공간을 요구한다.

또한, 리드 스위치가 적어도 출력 샤프트 또는 출력 샤프트와 체결된 요소가 1°에서 360° 사이의 범위에서, 바람직하게는 45°에서 90° 사이의 범위에서의 소정의 각도로 회전할 때의 회전을 검출하면 유리하다. 이러한 방식으로, 특히 적절한 기어 전달 비를 미리 선택함으로써 구성요소의 조절 위치의 근소한 변경이 검출될 수 있고 따라서 조절이 일찍 인지되고(noticed) 환자에 대한 위험들이 방지될 수 있다.

특히 구동부와 체결되는 요소가 구동부에 커플된 기어 전달의 구조적인 요소이면 유리하다. 결과적으로, 제2 센서부는 구성요소를 구동하기 위해 요구되는 구조적인 요소에 용이하게 커플될 수 있고 일반적으로 적은 공간이 가용한 전기식 모터 내의 개입(intervention)은 요구되지 않는다. 또한, 그 결과로서, 발명에서의 사용을 위해 특별하게 개조되어야 할 필요가 없는 상용 전기식 모터가 구동을 위해 사용될 수 있다.

또한 제어 요소가 작동될 때 제2 동작 모드로부터 제1 동작 모드로의 동작 모드의 변화가 일어나면 유리하다. 이러한 방식으로, 에너지 절약 모드로서 역할하는(acting) 제2 동작 모드가 다시 용이하게 종료(exit)될 수 있고 따라서 그 다음으로 제1 동작 모드에서 구성요소의 조절 위치가 사용자에 의한 사용자 입력을 사용하여 구동부의 조력으로 다시 적극적으로(actively) 변화될 수 있다.

기간이 다시 한 번 만료되면, 제어부는 다시 제1 동작 모드로부터 제2 동작 모드로 변화할 수 있다. 이러한 제1 동작 모드로부터 제2 동작 모드로의 변화, 및 제2 동작 모드로부터 제1 동작 모드로의 변화는 임의로 종종 반복될 수 있으나, 바람직하게는 제2 센서부에 의한 구성요소의 조절 위치의 변경의 검출의 결과로서 제2 동작 모드로부터 제1 동작 모드로의 변화가 일어날 때까지 반복될 수 있다.

특히, 수술대가 이동식 수술대 또는 이동 가능한 수술대이고, 구동부, 제어부, 제1 센서부 및 제2 센서부의 전원 공급이 축전지를 사용하여 제공되면 유리하다. 결과적으로, 축전지의 적절한 설계의 경우에 있어서, 긴 외과적 수술들 동안에 조차도 축전지가 재-충전되어야 하거나 또 다른 축전지로 교체되어야 할 필요가 없음이 달성될 수 있다. 이는 외과적 수술의 원활한 흐름을 보장한다.

본 발명의 두 번째 측면은 수술대의 적어도 하나의 조절 가능한 구성요소가 전기식 구동부를 사용하여 조절되고 구성요소의 조절 위치 및 조절 위치의 변화가 제1 센서부를 사용하여 검출되는 수술대를 제어하는 방법과 관련된다. 제1 센서부는 제어부의 제1 동작 모드에서 작동된다. 또한 제어 요소를 사용하여 구성요소를 조절하기 위한 구동부는 제1 동작 모드에서 작동될 수 있다.

제어부의 제2 동작 모드에서, 제1 센서부는 비작동된다. 또한, 구성요소의 조절 위치를 모니터하기 위한 제2 센서부가 제2 동작 모드에서 작동된다. 구동부가 기 설정된 기간 동안 작동되지 않았을 때 제1 동작 모드로부터 제2 동작 모드로의 변화가 일어난다. 또한, 제2 센서부에 의해 구성요소의 조절 위치의 변경이 검출될 때 제2 동작 모드로부터 제1 동작 모드로의 전환이 일어난다. 결과적으로, 수술대의 에너지 절약 동작이 가능해지며, 외과적 수술 동안 환자에 대한 위험들이 방지된다.

본 발명의 두 번째 측면에 따른 방법은 수술대에 대해 앞서 지시된 유리한 개발물들과 함께 개발될 수 있고, 지시된 또는 요구된 방법 단계들은 센서부들 및 구동부와 관련하여 제어부에 의해 실행될 수 있다.

본 발명의 특징들 및 이점들은 첨부된 도면들과 관련하여 실시예들에 근거하여 본 발명을 더 상세하게 설명하는 하기의 설명으로부터 비롯된다.
도 1a는 초기 위치에서 무선 원격 제어를 통해 제공되는 제어 요소들을 사용하여 조절 가능한 몇몇의 구성 요소들을 갖춘 수술대를 나타낸다.
도 1b는 도 1a에 따른 초기 위치로부터 시작하는 횡방향의 틸트 조절 후의 도 1a에 따른 원격 제어 및 수술대를 나타낸다.
도 1c는 도 1a에서 도시된 초기 위치에 비해, 환자 지지 표면이 종방향의 틸트 조절을 위해 그 종방향의 축에 대해 수직으로 나아가는 회전 축에 대해 피봇되고, 추가로, 환자 지지 표면의 구성요소들이 환자 지지 표면의 중앙판(center plate)에 대한 몇몇의 회전축들에 대해 피봇된, 제2 조절 위치에서의 도 1a 및 도 1b에 따른 원격 제어 및 수술대를 나타낸다.
도 2는 전기식 모터가 작동되지 않을 때 전기식 모터의 출력 샤프트의 회전의 검출을 위한 발명의 센서를 갖춘 도 1a 내지 1c에 따른 수술대의 길이-조절 가능한 수술대 컬럼의 길이를 변경하기 위한 전기식 모터 및 스핀들 드라이브(spindle drive)를 갖는 구동부를 나타낸다.
도 3은 도 2에서 도시된 위치로부터 시작되는 전기식 모터의 출력 샤프트의 회전 이후 도 2에 따른 구동부를 나타낸다.
도 4는 도 2에 따른 구동부를 갖춘 도 1a 내지 1c에 따른 수술대를 제어하기 위한 블록도를 나타낸다.

도 1a는 수술대(30)의 조절 가능한 구성요소들(32 내지 46)이 그로 인해 조절될 수 있는, 즉, 자신들의 위치를 다른 구성요소들(32 내지 46)에 대해 공간 내에서 및/또는 다른 구성요소들(32 내지 46)과 관련하여 변경시키는, 몇몇의 제어 요소들(14 내지 28)을 갖는 원격 제어(12)를 갖춘 배치(10)를 나타낸다. 개별적인 구성요소들(32 내지 46) 또는 이러한 구성요소들(32 내지 46)의 그룹들은 원격 제어(12)의 제어 요소들(14 내지 28)에 할당되고 따라서 하나의 제어 요소(14 내지 28)가 작동될 때 이러한 제어 요소(14 내지 28)에 할당된 구성요소(32 내지 46) 또는 구성요소 그룹의 대응하는 조절이 이를 위해 마련된 구동부를 사용하여 수행된다. 예시적으로, 수술대 컬럼(40)의 길이 조절을 위한 구동부(41)가 도시된다. 수술대 컬럼(40)의 하단 측에서 수술대 컬럼 베이스(50)가 마련된다. 반대측의 단부에서, 수술대 컬럼(40)은 구성요소들(32 내지 36, 42 내지 46)을 포함하는 환자 지지 표면(31)에 연결된다. 구동부(41)을 사용하여, 따라서 수술대 컬럼(40)의 길이가 변화될 수 있고 따라서 바닥 위에서 환자 지지 표면(31)의 높이, 즉, 화살표 P1의 방향으로, 및 P1이 외과적 수술이 수행되기 위해 적절한 위치로 환자 지지 표면(31) 상에 누워있는 환자를 옮기도록 변경될 수 있다.

수술대(30)는 환자 지지 표면(31)의 위치를 변경하기 위해, 특히 환자 지지 표면(31)의 종방향의 틸트 조절 및/또는 횡방향의 틸트 조절과, 도 1c에 특히 도시된 것과 같은, 추가적인 구성요소들에 대한 환자 지지 표면(31)의 개별적인 구성요소들의 조절을 위해, 미-도시된 구동부들을 더 포함할 수 있다. 도 1b에서, 환자 지지 표면(31)은 화살표(P3)의 방향으로 그 종방향의 축(54)에 대해 회전되었고 따라서 환자 지지 표면(31)은 측방향으로(laterally) 틸트되었다. 이러한 측방향의 틸팅은 횡방향의 틸트 조절로서 참조된다. 도 1c에서의 환자 지지 표면(31)의 중앙 부분(42)을 기준으로(on the basis of) 볼 수 있는 것처럼, 환자 지지 표면(31)은 환자 지지 표면(31)의 종방향의 축(54)으로 나아가는 화살표(P4)의 방향으로의 회전축(56)에 대해 도 1a에 비해 피봇되었고 따라서 환자 지지 표면의 종방향의 틸트 조절이 달성되었다. 또한, 구동부(41)을 사용하여, 수술대 컬럼(40)의 길이는 줄어들었고 따라서 환자 지지 표면(31)은 화살표(P2) 방향으로 하강되었다.

또한, 중앙 부분(42)에 대해 후측 부분(44)의 위치는 회전축(58)에 대한 회전에 의해 변경되었고 후측 부분(44)에 대해 환자 지지 표면(31) 헤드 부분(46)은 회전축(60)에 대한 회전에 의해 변경되었다. 또한 세그먼트들(34 및 36 또는 32 및 38)을 포함하는 레그 판들의 위치는 회전축들(62, 64 및 66)에 대한 세그먼트들(32 내지 38)의 대응하는 회전에 의해 환자 지지 표면(31)의 중앙 부분(42)에 대해 변경되었다. 환자 지지 표면의 줄어든 높이는 도 1c의 화살표(P5)에 의해 지시되었다.

제어부(52)의 제1 동작 모드에서, 미-도시된 제1 센서부는 환자 지지 표면(31)의 높이 또는 높이의 변경 혹은 수술대 컬럼(40)의 길이 또는 수술대 컬럼(40)의 길이의 변경을 정확하게 검출하고, 특히 제어부(52)에 의해 이러한 제1 센서부의 센서 신호들을 평가하기 위해 상대적으로 높은 에너지 요구를 갖는 제어 기능들이 작동된다. 제어부(52) 및 제1 센서부와 구성요소들을 조절하기 위한 구동부들(41)의 에너지 공급은 수술대 컬럼(40) 내에 배치된 축전지(53)를 통해 제공된다. 기 설정된 기간 동안, 구동부(41)가 원격 제어(12)의 제어 요소(14 내지 28)의 작동에 의해 작동되지 않으면, 그 다음으로 제어부(52)는 제1 동작 모드로부터 제2 동작 모드로 변화하고 에너지 절약 모드로서 기능하고 구동부(41) 및 제1 센서부는 비작동된다. 제1 센서부는 또한 위치 센서부로서 참조된다.

제2 동작 모드에서, 구성요소(40)의 조절 위치의 변경을 모니터하기 위한 제2 센서부가 작동된다. 제2 센서부의 구조 및 기능은 도 2와 관련하여 하기에서 더 자세하게 설명될 것이다.

도 2는 도 1a 내지 1c에 따른 수술대(30)의 수술대 컬럼(40)의 높이 조절을 위한 구동부(41)의 상세를 나타낸다. 구동부(41)는, 그 제1 기어휠(72)이 연결되는 출력 샤프트(71)에 대한, 전기식 모터(70)를 포함한다. 체인(76)을 통해, 구동된 기어 휠(72)은 나사산 있는 스핀들(78)에 연결된 제2 기어휠(74)을 구동시킨다. 나사산 있는 스핀들(78)의 회전에 의해, 커플링 요소(80)는 화살표(P1)의 방향에서 상방으로 이동되고, 역방향의 회전의 경우에는, 화살표(P2)의 방향으로 하방으로 이동된다. 커플링 요소(80)를 통해, 망원경과 유사한(telescope-like) 수술대 컬럼(40)의 길이가 변화된다. 수술대 컬럼(40)의 길이 또는 수술대 컬럼(40)에 연결된 환자 지지 표면(31)의 높이의 검출은 센서부로서 역할하는 위치 센서부(86)를 사용하여 일어난다. 위치 센서부(86)는 신호 라인을 통해 제어부(52)에 연결된다. 제어부(52)는 위치 센서부(86)의 센서 신호들을 평가한다.

구동부(41)는 리드 스위치(90)로서 설계되고 그 스위칭 상태, 즉, 90°의 각 거리로 기어휠(72)의 플랜지의 둘레의 표면을 따라 배치된 자석들(82a 내지 82d)의 위치에 따라, 그 신호 상태를 변경하는 제2 센서부(90)를 포함하고, 스위칭 상태는 제어부(52)의 모니터링 회로(84)에 의해 평가된다. 화살표(P6)의 방향으로의 전기식 모터(70)의 출력 샤프트의 회전 시, 화살표(P7)의 방향으로의 나사산 있는 샤프트(78)의 회전이 일어나고 따라서 자석(82d)는, 도 3에서 도시된 것처럼, 센서부(90)에 대해 맞은편에(opposite to) 배치된다.

더 명확한 도해를 위해, 전기식 모터(70)는 도 3에서 생략되었다. 리드 스위치(90)의 스위칭 상태는 도 2에서 도시된 위치에 대해 도 3에서 도시된 위치에서 화살표(P6)의 방향으로의 회전으로 변경되었다. 위치 센서부(86)에 대해 대안으로서, 제1 센서부는 또한 나사산 있는 스핀들(78)의 회전을 검출하는 인크리멘털 인코더(incremental encode)로서 설계될 수 있다.

위치 센서부(86)는 제어부(52)의 제1 동작 모드에서 활성으로 된다. 수술대(30)의 에너지 절약 모드인, 제2 동작 모드에서는, 전기식 모터 및 위치 센서부(86) 양자는 비작동된다. 또한, 제2 동작 모드에서의 리드 스위치(90)의 스위칭 상태의 변경을 검출하는 제어부(52)의 제어 회로(84)의 제어 기능만이 활성으로 된다. 또한, 제어부(52)의 제어 회로(84)는 원격 제어(12)를 통해 사용자 입력들을 검출하고, 리드 스위치(90)의 스위칭 상태의 변경 또는 원격 제어(12)를 통한 사용자 입력이 제2 동작 모드에서 일어날 때 제어 회로(84)는 제2 동작 모드로부터 제1 동작 모드로의 제어부(52)의 동작 모드의 변화를 야기한다. 동작 모드 변화가 리드 스위치(90)의 스위칭 상태의 변경에 의해 제2 동작 모드에서 제1 동작 모드로 일어날 때, 위치 센서부(86)가 결과적으로 연속적으로 작동되고 따라서 환자 지지 표면(31)의 적극적인 높이 제어가 달성된다. 특히 위치 센서부(86)를 사용하여 검출된 기 설정된 위치로부터의 위치 편차가 있는 경우, 전기식 모터(70)의 적절한 제어에 의해 위치 교정이 수행된다.

전기식 모터(70)는 무-전압 상태에서, 전기식 모터(700)의 출력 샤프트(71) 상에, 따라서 전기식 모터(70)의 출력 샤프트(71) 상으로 제동력(braking force)을 가하는 브레이킹부를 포함한다. 결과적으로, 전기식 모터(70)가 비작동될 때 커플링 요소(80)의 위치의 변경이 방지된다. 이러한 브레이킹부에 결함이 존재하면, 커플링 요소(80)의 위치는, 그러나, 특히 환자 지지부(31) 및 거기에 누워 있는 환자의 무게에 의해 변경될 수 있다. 이러한 브레이크의 결함에 의해 야기되는 위치의 변경은 자석들(82a 내지 82d)과 관련하여 리드 스위치(90)를 사용하여 그 다음에 검출된다. 또한 기 설정된 대기 기간의 만료 이후 제1 동작 모드로부터 제2 동작 모드로의 전환이 존재하는 것이 결과적으로 방지된다는 점에서, 커플링 요소(80)의 위치가 전기식 모터(70)와 관련하는 위치 센서부(86)에 의한 그 다음의 적극적인 위치 모니터링 및 교정에 의해 보장되는 것이 보장된다.

도 4에서, 구동부(41)의 블록도가 도시된다. 블록도에서 볼 수 있는 것처럼, 제어부(52)의 전압 공급은 축전지(53)에 의해 제공된다. 제어부(52)는 위치 센서부(86)에 공급 전압을 제공하고 위치 센서부(86)로부터 바람직하게는, 바이너리 신호를, 센서 신호로서 수신하고, 센서 신호는 제어부(52)의 위치 검출 기능(92)를 사용하여 평가된다. 커플링 요소(80)의 위치의 소기의 변경이 있는 경우, 모터(70)의 브레이크가 브레이크 제어 기능(94)을 사용하여 해제되고 모터(70)는 모터 제어 기능(96)을 사용하여 제어되며 따라서 이는 기어 휠(72)의 소기의 회전을 야기한다. 제어 기능들(92 내지 96)과, 필요한 경우의, 추가적인 제어 기능들은 제1 동작 모드에서 작동되고 제2 동작 모드, 즉, 에너지 절약 모드에서 비작동된다. 제2 동작 모드에서, 제어부(52)의 제어 기능(84)은 축전지(53)의 전압 공급을 통해 작동되고 따라서 리드 스위치(90)는 전압이 공급된다.

제어 회로(84)를 사용하여 리드 스위치(90)의 스위칭 상태의 변경이 검출될 때, 이는 제2 동작 모드로부터 제1 동작 모드로의 제어부(52)의 동작 모드의 변화를 야기하고 제어 기능들(92 내지 96)은 다시 동작된다. 또한, 제어 회로(84)는 원격 제어(12)를 통해 전송된 동작 정보를 수신하기 위한 전송 및/또는 수신부(98)의 신호들의 평가를 포함한다. 이러한 동작 정보가 수신될 때, 제어부(52)의 동작 모드는 제2 동작 모드로부터 제1 동작 모드로 제어 기능(84)에 의해서와 같이 변화된다.

기본적으로, 제1 동작 모드로부터 제2 동작모드로의 동작 모드의 변화는 기 설정된 기간 동작 정보가 동안 원격 제어(12)로부터 전송/수신부(98)로 전송되지 않은 때 일어난다. 그러나, 제2 동작 모드에서 리드 스위치(90)의 스위칭 상태 변경에 의해 제2 동작 모드로부터 제1 동작 모드로의 전환이 일어난 때에는 제1 동작 모드로부터 제2 동작 모드로의 변화가 일어나지 않는다. 기본적으로, 제2 동작 모드에서 리드 스위치(90)의 스위칭 상태의 변경이 검출될 때에는 구동부(41)에 결함이 있는 것으로 가정된다. 이에 기반하여, 그 다음으로는 수술대(30)의 안전한 동작 및 이와 연관된 외과적 수술의 안전한 퍼포먼스를 보장하기 위해 제1 동작 모드가 유지된다.

리드 컨택트들로 또한 참조되는, 리드 스위치들(90)은 유리 튜브 내에서 녹여진 컨택트 텅(contact tongue)들로서 설계될 수 있다. 이러한 컨택트 텅들은 특히 철 니켈 합금을 갖고 따라서 컨택트 텅들은 자석으로 작동 가능하다. 컨택트 텅들을 유리 튜브 내에 배치함으로써, 리드 스위치들은 자기장에 의해 작동 가능한 밀봉하여 씨일된(sealed) 스위치들이 된다. 컨택트 텅들은 강자성(ferromagnetic) 물질을 적어도 부분적인 영역에서 가져야 한다. 이러한 리드 스위치들(90)은 기존의 컨택트들에 비해 작은 크기를 갖고 빠른 스위칭 동작들을 허용한다. 리드 스위치들(90)은 상시에 닫혀 있는 컨택트(normally closed contact), 상개 컨택트(normally open contact)들, 전환 컨택트(change-over contact)들 또는 전환 스위치(change-over switch)들로서 설계될 수 있다.

또한, 본 발명은 일 실시예에 대해 다음과 같이 설명될 수 있다. 하나의 자석 또는 몇몇의 자석들(82a 내지 82d)은, 수술대(30)의 구동부(41)의 구동 트레인(drive train) 내에서, 체인 휠(72), 기어휠 또는 샤프트와 같은 축에 대해 회전 가능한 구조적인 요소들 상에 장착된다. 회전 가능한 구조적인 요소(72)가 이동될 때, 자석 또는 자석들(82a 내지 82d)은 리드 스위치(90)를 지나서(past) 가이드된다. 이로 인해 야기된 리드 스위치(90)의 스위칭 상태의 변경 및 리드 스위치(90)의 신호 상태의 변경은 리드 스위치(90)가 대응하는 전압을 공급 받을 때 제2 동작 모드로부터 제1 동작 모드로의 동작 모드를 변화시키기 위한 신호로서 사용될 수 있다. 제1 동작 모드에서 구동 모터(70)의 위치가 인크리멘털 인코더를 통해 검출될 때, 리드 스위치(90)의 배치에 의해 회전 가능한 구조적인 요소(72)가 검출되는 것이 보장될 수 있다. 언급된 인크리멘털 인코더들은 절대적인 위치를 제공하지는 않으나 제어부(52)의 작동된 대응하는 제어 기능(92)이 있는 경우에 단지 평가될 수 있는 상대적인 위치 변경들을 검출한다. 제어 기능(92)이 제2 동작 모드에서 비작동될 때(즉, 잠시 동안, 예컨대, 에너지를 절약하기 위해) 및 이러한 기간 동안 구동(41)의 이동이 일어나면, 그 다음에 이러한 이동은, 각각, 인크리멘털 인코더에 의해 검출되지 않고 제어부(52)에 의해 평가되지 않는다. 리드 스위치(90)의 스위칭 동작에 의한 제2 동작 모드로부터 제1 동작 모드로의 동작 모드의 변화가 일어나면 제어부(52)는 제1 동작 모드에서 연속적으로 동작되고 따라서 추가적인 오작동이 방지된다.

도면들과 관련하여 설명된 것처럼 에너지를 절약하기 위한 제1 동작 모드로부터 제2 동작 모드로의 제어부의 전환의 가능성 및 제2 센서부를 사용하여 제2 동작 모드에서 구성요소의 위치 또는 위치의 변경의 모니터링은 수술대 컬럼(40)의 높이 조절을 구동시키기 위한 구동부(41)와 관련하여 실제로는 설명되었으나, 동일한 접근법은 수술대(30)의 여하한 다른 구동부, 특히 구성요소들(32 내지 38, 42 내지 48)의 위치를 변경시키기 위한 구동부들에 대해 제공될 수 있다.

참조 부호들의 목록
10 수술대
12 원격 제어
14 내지 28 제어 요소
30 수술대
31 환자 지지 표면
32 내지 38, 42 내지 46 구성요소들
40 수술대 컬럼
41 구동부
50 수술대 컬럼 베이스
52 제어부
53 축전지
54 환자 지지 표면의 종방향의 축
56 환자 지지 표면의 횡방향의 축
58 내지 66 피봇 축들
70 전기식 모터
71 출력 샤프트/전기자 샤프트
72, 74 기어휠
76 체인
78 나사산 있는 스핀들(threaded spindle)
80 커플링 요소
82a 내지 82d 자석
84 제어 회로
86 위치 센서부
90 리드 스위치
92 내지 96 제어 기능들
98 적외선 전송/수신부
P1 내지 P7 화살표들

Claims

수술대에 있어서,
적어도 하나의 조절 가능한 구성요소(32 내지 46),
상기 조절 가능한 구성요소(32 내지 46)를 조절하기 위한 전기식 구동부(70),
구성요소(32 내지 46)의 조절 위치 및/또는 조절 위치의 변경을 검출하기 위한 적어도 하나의 제1 센서부(86)를 포함하고,
제어부(52)의 제1 동작 모드에서, 상기 제1 센서부(86)가 작동되고 제어 요소(14 내지 28)를 사용하여 상기 구성요소(32 내지 46)를 조절하기 위한 상기 구동부(70)가 작동될 수 있고,
상기 제어부(52)의 제2 동작 모드에서, 적어도 상기 제1 센서부(86)는 비작동되고 상기 구성요소(32 내지 46)의 조절 위치의 변경을 모니터하기 위한 제2 센서부(90)가 작동되고,
상기 제어부(52)는 상기 구동부(70)가 기 설정된 기간 동안 작동되지 않았을 때 상기 제1 동작 모드로부터 상기 제2 동작 모드로 변화하고,
상기 제어부(52)는 상기 제2 센서부(90)가 상기 구성요소(32 내지 46)의 조절 위치의 변경을 검출할 때 상기 제2 동작 모드로부터 상기 제1 동작 모드로 변화하는 것을 특징으로 하는, 수술대.
제1항에 있어서,
상기 제2 동작 모드는 상기 제1 센서부(86) 및/또는 상기 제어부(52)의 적어도 일부의 제어 기능들이 비작동으로 되는 에너지 절약 모드(energy saver mode)인 것을 특징으로 하는, 수술대.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 기 설정된 기간에 대한 값은 사용자 입력을 사용하여 사용자에 의해 상기 제어부(52)의 동작부(12)를 통해 변경될 수 있고, 바람직하게는 원격 제어(12)를 통해, 허용 가능한 기 설정된 범위 내의 값으로 변경될 수 있는 것을 특징으로 하는, 수술대.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기 설정된 기간은 1초에서 1시간 사이의 범위의 값을 갖는 것을 특징으로 하는, 수술대.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
제2 센서부(90)에 의한 구성요소(32 내지 46)의 조절 위치의 변경의 검출의 결과로서의 상기 제2 동작 모드로부터 상기 제1 동작 모드로의 변화 이후에, 상기 제어부(52)는 상기 기 설정된 기간의 만료 이후라도 상기 제1 동작 모드를 유지하는 것을 특징으로 하는, 수술대.
제5항에 있어서,
상기 제2 동작 모드에서 상기 제2 센서부(86)에 의한 상기 구성요소(32 내지 46)의 조절 위치의 변경의 검출의 결과로서의 상기 제2 동작 모드로부터 상기 제1 동작 모드로의 변화 이후에 상기 제2 센서부(86)에 의해 상기 구성요소(32 내지 46)의 조절 위치가 검출 및 모니터되고, 상기 제어부(52)는 상기 제1 센서부(86)의 센서부의 센서 신호에 따라, 제어 및, 필요하다면, 상기 제어 요소를 사용하여 설정된 상기 구성요소(32 내지 46)의 조절 위치의 교정이 일어나도록, 구동부(70)를 제어하는 것을 특징으로 하는, 수술대.
제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 제어부(52)는 구동부(70)로서 역할하는 스텝퍼 모터의 스텝 위치를 작동시키고 추가적으로/또는 상기 제어부(52)는 구동부(70)로서 역할하는 전기식 모터의 와인딩들을 단락(short-circuit)시키는 것을 특징으로 하는, 수술대.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 구동부(70)는 적어도 상기 제2 동작 모드에서 작동되는 브레이크를 포함하는 것을 특징으로 하는, 수술대.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 구성요소(32 내지 46)는 수술대 컬럼(40)의 높이 조절부, 종방향의 틸트(longitudinal tilt) 조절부 및/또는 횡방향의 틸트(transverse tilt) 조절부이고 상기 조절 위치는 상기 수술대 컬럼(40)에 연결된 환자 지지 표면(31)의 높이, 상기 환자 지지 표면(31)의 종방향의 틸트 조절 및/또는 상기 환자 지지 표면(31)의 횡방향의 틸트 조절과 관련되는 것을 특징으로 하는, 수술대.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 센서부(90)는 구동부로서 역할하는 전기식 모터(70)의 전기자 샤프트(armature shaft)(71)의 회전 및/또는 상기 전기자 샤프트(71)와 체결되는 요소의 회전을 검출하는 리드 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는, 수술대.
제10항에 있어서,
리드 스위치(90)는 적어도 전기자 샤프트(71) 또는 거기에 체결된 요소(72)가 1°에서 360° 사이의 범위에서, 바람직하게는 45°에서 90° 사이의 범위에서의 소정의 각도로 회전할 때의 회전을 검출하는 것을 특징으로 하는, 수술대.
제10항 또는 제11항에 있어서,
상기 구동부(70)와 체결되는 요소(72)는 상기 구동부에 커플된 기어 전달(gear transmission)의 구조적인 요소인 것을 특징으로 하는, 수술대.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 요소(14 내지 28)가 작동될 때 상기 제2 동작 모드로부터 상기 제1 동작 모드로의 동작 모드의 변화가 일어나는 것을 특징으로 하는 수술대.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수술대(30)는 이동식 수술대 또는 이동 가능한 수술대이고, 상기 구동부(70), 상기 제어부(52), 상기 제1 센서부(86) 및 상기 제2 센서부(90)의 전원 공급은 축전지(53)를 사용하여 제공되는 것을 특징으로 하는, 수술대.
수술대를 제어하는 방법에 있어서,
상기 수술대(30)의 적어도 하나의 조절 가능한 구성요소(32 내지 46)가 전기식 구동부(70)를 사용하여 조절되고,
제1 센서부(86)를 사용하여 구성요소(32 내지 46)의 조절 위치 및/또는 조절 위치의 변경이 검출되고,
제어부(52)의 제1 동작 모드에서, 상기 제1 센서부(86)가 작동되고 제어 요소(14 내지 28)를 사용하여 상기 구성요소(32 내지 46)를 조절하기 위한 상기 구동부(70)가 작동될 수 있고,
상기 제어부(52)의 제2 동작 모드에서, 적어도 상기 제1 센서부(86)는 비작동되고 상기 구성요소(32 내지 46)의 조절 위치의 변경을 모니터하기 위한 제2 센서부(90)가 작동되고,
상기 구동부(70)가 기 설정된 기간 동안 작동되지 않았을 때 상기 제1 동작 모드로부터 상기 제2 동작 모드로의 전환이 일어나고,
상기 제2 센서부(90)에 의해 상기 구성요소(32 내지 46)의 조절 위치의 변경이 검출될 때 상기 제2 동작 모드로부터 상기 제1 동작 모드로의 전환이 일어나는 것을 특징으로 하는, 수술대를 제어하는 방법.