CN1573833A - 用于医疗技术设备的高度可控的无线操作装置 - Google Patents

Abstract

在本发明的医疗技术设备中，操作装置(3，3’)用于手动触发至少一个控制信号。控制装置将控制信号转换为设备的至少一个功能。信号传输装置用于将控制信号从至少一个操作装置(3，3’)无线传输到医疗技术设备的控制装置，其中该信号传输装置包括至少一个与该操作装置(3，3’)连接的第一传输装置，和至少一个与该控制装置连接的第二传输装置。在医疗技术设备的控制台(4，4’，4”)上可固定和再松开至少一个无需采用辅助装置的操作装置(3，3’)。在控制台(4，4’，4”)和操作装置(3，3’)之间，在固定状态下在第一和第二传输装置之间形成无干扰的传输段。此外还具有无接触的能量传输。

Description

用于医疗技术设备的高度可控的无线操作装置

技术领域

本发明涉及一种医疗技术设备的手动控制装置，尤其涉及借助分开的无线通信操作单元的控制装置。

背景技术

医疗技术设备被理解为在医学中用于诊断和治疗的技术设备。医疗设备，例如电子医疗或核医疗设备、X射线或超声波设备、医学实验技术设备等等，首先应用在外科学、强化治疗、放射治疗和救护业中。

为了操作灵活，医疗设备通常利用无线移动操作控制装置来构造。作为传输方法，主要采用无线电技术、红外技术或超声技术。但是，使用无线操作控制装置存在两个难题。

一方面，通过干扰信号会干扰在操作单元和待控制的医疗设备之间的传输段，从而导致不可靠的控制。在无线电传输中的可能干扰信号通过发送装置、消耗设备、相邻的无线电控制装置或闪电形成例如火花效应(Funkeinwirkung)。在IR传输中，干扰信号基本由调制的光源形成，例如相邻的遥控器、放电管的闪光或雷电。超声传输除其它之外对超声诊断仪、净化电解槽和相邻的超声遥控器的辐射很灵敏。

另一个问题在于，通过与网络无关的能量存储器，例如蓄电池或电池向分开的移动操作单元提供不可靠的能量。由于该能量存储器的容量有限，因此经常导致移动操作单元的中断。

这两个问题都阻止了使用无线、移动操作单元来控制医疗技术设备，因为不能通过该单元保证所需的操作可靠性。因此在过去，无线移动操作单元只用于不重要的控制任务，例如图像后处理功能。对于重要的操作功能，还是在移动操作单元和医疗技术设备之间采用电缆连接的、被屏蔽的传输段。为了将操作控制的灵活性和可靠性组合起来，当前在无线的和第二电缆连接的操作单元上与不重要的操作功能并行地提供了重要的操作功能。这相应导致了较高的成本并可能也导致故障操作，例如当未授权的人影响该第二操作单元时。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是，为医疗技术设备提供一种移动、无线的操作装置，其可以被低廉地实现，并在操作中提供较高的灵活性和可靠性。

根据本发明的设备包括至少一个操作装置、一个控制装置、一个信号装置和一个控制台。操作装置用于手动触发至少一个控制信号。控制装置构造为将该控制信号转换为医疗技术设备的至少一个功能。信号传输装置用于将控制信号从至少一个操作装置无线传输到医疗设备的控制装置，其中该信号传输装置包括至少一个与该操作装置连接的第一传输装置，和至少一个与该控制装置连接的第二传输装置。在医疗技术设备的控制台上可以固定和再松开至少一个操作装置，而无须使用辅助装置。在控制台和操作装置之间，在固定状态下在第一和第二传输装置之间形成一个无干扰的传输段。

优选的，将至少一个无干扰的传输段构造为被屏蔽的通道，从而可以使干扰信号无法进入到该传输段中。尤其是，所屏蔽的通道优选由用于传输电磁空间波的波导形成，因为在此从外面排除了电磁或光学信号传导的干扰。

为了使操作单元和控制台之间的信号传输独立于两者之间的空间关系，控制台具有一个转换器，用于将传导信号的空间波转换为传导信号的导线波(Leitungswelle)和/或反之。

优选的，控制台具有一个用于感应能量传输的天线，该天线向固定在控制台上的操作单元供应电能，尤其是当位于该操作单元内的能量存储器的容量耗尽时。优选的，控制台利用固定状态的操作装置构造一个用于感应为该操作装置的供电而传输的电能的第二传输段，其保证在固定状态下的操作装置的能量供应。

特定于匹配状态的位置设置，至少一个控制台借助电缆与医疗技术设备连接。

优选的，医疗技术设备可以具有传输检查装置，用于检查至少一个控制台的传输段。这种传输检查装置优选这样构成，即只要相应的操作装置固定在控制台上，传输检查装置就将基于电磁信号传输的控制台的传输段转换为光或电信号传输。此外，传输检查装置可以这样构成，在将操作装置固定在一个控制台上时，断开在其上没有固定操作装置的控制台的传输段。

为了可以随时将医疗设备恢复到可靠的运行状态，操作装置优选配备有用于触发紧急停止功能的装置。此外，控制台也合适地具有一个紧急停止装置，该装置构造为在干扰传输段和/或干扰操作装置本身时触发医疗技术设备的紧急停止功能。在此，该控制台优选这样构成，即操作装置在该控制台上的固定以撤消(Deaktivierung)控制台的紧急停止装置为条件。

附图说明

下面参考附图，借助优选实施方式解释本发明，其中：

图1示出根据本发明的医疗技术设备，

图2详细示出根据图1的设备的控制台，

图3示出具有用于医疗技术设备的有线连接的可靠电路的电动机控制，和

图4示出用于本发明的无线操作装置的可靠电路的一个例子。

具体实施方式

在图1中，示出根据本发明的医疗技术设备1的一个例子，下面简称为设备。该例子在示意图中示出患者台2，如在医疗诊断或治疗设备中采用的一样。患者台由台面2a和台架2b组成。

在患者台2上固定一个控制台4，在该控制台上可以固定一个操作装置3。控制台4可以固定地与医疗技术设备2的外壳连接，或者借助如图1的点状双箭头所示可平移地安装在该外壳上。在两种情况下，控制台4这样设置在设备2的外侧，即该控制台4对于使用者的使用来说不需特别的花费。可替换的或另外，可以与设备主体分离地设置一个控制台4”。在这种情况下，与该设备的电连接用一根电缆实现，该电缆允许控制台和设备的相对空间位置在由电缆长度预定的边界内变化。

操作装置3形成用户输入界面，借助它使用者可以通过影响诸如键盘、按钮等操作元件来产生控制信号。然后，这样产生的控制信号由设备的一个控制装置转换，使得设备的相应功能被启动。

通常，在医疗技术设备中具有多个互相独立的可控操作装置3和3’。通常，分开设置构造为用于手控和脚控的操作装置。为手控构造的操作装置3大都比为脚控构造的操作装置3’更详细地实施，所述操作装置大都只允许控制某些无需特别熟练的基本功能。

为了向医疗技术设备的用户或使用者在操作设备时提供更大的灵活性，设备的操作装置实施为分开的移动单元。控制信号的传输是无线进行的。移动操作装置3和3’的能量供应优选由可更换的、尽可能再充电的能量存储器维持，如设置在各操作装置内的电池、蓄电池或电容存储器。

操作装置3(或3’)与对应的控制台4(或4’)之间的控制信号传输通过信号传输装置进行，该信号传输装置由两个空间上分离的传输装置组成。该传输装置中的第一传输装置与操作装置3(3’)连接，并用于发送在该操作装置上产生的控制信号。第二传输装置在空间上设置在各对应控制台的范围内。该第二传输装置接收来自第一传输装置发送的控制信号，并将该信号传递到设备的控制装置上。

操作装置3(3’)可以无需辅助装置、即在不使用工具的情况下固定在控制台4(4’)上。为此，合适的是将控制台4(4’)表面的一部分这样构成，即这部分与操作装置4(4’)表面的对应部分一起构造为卡锁或夹锁。可替换的，也可以借助简单的闭锁机构，或者借助磁的或编织的粘附锁(例如胶锁(Klettverschluss))实现可松开的连接。最简单的情况就是设置电缆插座连接。

在图2中示出了根据本发明的控制台4。该控制台具有接收系统41，用于从第一传输装置接收控制信号。接收装置41形成一个转换器，用于将传导信号的空间波转换为一个传导相应信号的导线波，该导线波将从操作装置3发送的控制信号传递到电子或光电信号处理装置中。因此，根据无线传输的类型，接收装置构造为用于电磁辐射的天线、超声转化器、光耦合器或简单地构造为用于将光信号引入一个光波导体的透镜。如果在操作装置3和控制台4之间的传输段用于双路通信，则转换器41构造为发送和接收装置，其另外还将导线波相应地转换为空间波。

在操作装置3上设置了发送或发送/接收装置，使得该装置在将操作装置3固定到控制台上时直接设置在转换器41对面。在此，控制台上的框架42从外面将转换器41和操作装置3之间的空间封装起来。由此形成向外面屏蔽的通道，其保证了在操作装置3和控制台4之间无干扰的无线传输。

无干扰的传输段可以通过适当大小的框架42形成为用于电磁信号的波导管，该波导管可以很好地传导所采用的传输频率，并较强地衰减偏离该传输频率的频率。

在采用光传输、例如红外传输时，框架42是光插接装置的一部分，从而光波导体形成被屏蔽通道的传输段。

当存在不允许从远距离可靠操作医疗技术设备1的干扰信号5或5’时，将操作装置3固定在控制台4上。在此，借助框架42实现了传输段6对外界影响的屏蔽，从而保证了无干扰的操作。

此外，接收或发送/接收装置41可以与多种传输方法匹配。例如，该装置可以具有用于电磁信号传输的天线，和用于光信号传输的光耦合器。在将操作单元3固定在操作台上时，可以借助设备1的传输检查装置例如将电磁信号传输转换为光信号传输。如果转换器具有电触点，则可替换地例如借助插塞接点连接将信号传输也转换为电信号传输。

为了进一步提高操作装置的可控性，控制台4还优选地设置有充电装置43，用于在将操作装置3固定在控制台4期间对操作装置3的能量存储器进行充电。该能量传输优选例如借助电磁感应来无接触地进行，因为在此避免了由于例如弯曲、氧化或污染的触点而产生的干扰。为此，在控制台的一个平面上安装用于感应能量传输的天线43。在另一个实施方式中，该能量传输通过由触点产生的电连接而与感应传输并行或替换地进行。

如果在医疗技术设备上设置多个相互独立的可控操作装置，则干扰信号5或5’可能通过每个对应的传输电缆6、6’或6”触发不期望的设备响应。因此，如果使用者在识别相应干扰时将其中一个操作装置固定在一个控制台上，则干扰信号5或5’还通过其它控制台的接收装置被接收，并在可能时导致临界状态。

为了防止这一点，可以这样构造上面给出的医疗技术设备的传输检查装置，即在将操作装置安装在一个控制台上时通过其它控制台撤消传输段，直到在这些控制台上分别安装了对应的操作装置为止。此外，传输通道的撤消也可以由使用者通过操作装置的功能来进行。

多个医疗技术设备的可靠性原理体现在一个用于检查对可靠性很重要的功能的固定连线的可靠电路上，这些功能例如是设备移动或辐射或冲击波触发。在该可靠电路中具有一个所谓的紧急停止开关，通过它向使用者提供了一种类似于在安全开关(Notaus-Schalter)中的可能性，即将临界运行状态下的设备又引导回可靠运行状态。

图3的方框图100示出具有用于医疗技术设备的有线连接的可靠电路的电动机控制。电动机104的特定功能，例如用于移动患者台，由设备上的操作元件105触发。输入装置105一般实施为双通道，以提高设备的运行可靠性。但是图3中作为双通道动接点的操作元件105只是用于示例性理解。一般设置多个操作元件，以检查设备单元的多个可能功能。对此例如是电动机104的正向和反向转动、速度或转数等。

输入装置105的各状态通过操作控制电路106进行数字转换，并传送到中央控制计算机107。由操作元件105的第二通道分流的信号与此并行地传送到该控制计算机，作为监控由第一通道传导的信号。由控制计算机107处理的信号传递到电动机控制装置108种，其输出信号根据所触发的功能激活该电动机。操作控制电路106、控制计算机107和电动机控制装置108优选实施为可编程的电子部件。

该可靠电路完成两个任务。一方面检查电动机104的各控制信号是否实际通过操作元件105的相应控制进行。在所示的例子中，这是利用双通道的输入装置105完成的。只有当第二通道的状态与第一通道的状态处于正确关系时，控制信号才由电动机控制装置108传递到电动机104。在另一种情况下，在图3中示出的UND门(与门)阻止向电动机传送控制信号。此外，如已提到的，借助第二通道在控制计算机上进行另一个控制。

可靠电路的第二个任务是提供用于将设备手动恢复到可靠运行状态下的安全功能。为此设置一个预选构造为开启装置的紧急停止开关101，其将传导控制电位的接线柱102与UND门103连接。紧急停止开关的操作中断了这种连接，由此UND门阻止将电动机控制装置108的输出信号传递到电动机104。

紧急停止开关101通常设置在与操作控制台直接相邻的地方，从而例如在非受控的设备移动时可以立即和无延迟地进行干预。而如果借助遥控器控制医疗技术设备，则操作人员必须在可以操纵紧急开关之前使设备运行起来。

因此，在本发明的一个无线可远程操作设备的优选实施例中，在操作装置3上设置一个操作元件，对它的操作触发用于紧急功能的控制信号。为了确保提供相应远程触发紧急停止功能，定期检查其可控性。这可以通过一种事故自动刹车信号(TDten-Mann-Signal)实现，该信号在特定的时间间隔内由在对应的控制台4(4’)上的操作装置3(3’)重复发送。

通过由控制台的传输装置定期向在可控紧急停止功能中将一个操作信号作为响应回发到该传输装置的控制台的传输装置发送要求信号，实现了更高的运行可靠性。为此，控制台4(4’)和操作装置3(3’)之间的传输段合适地构造为双向，即，既是控制台的传输装置、又是操作装置的传输装置的传输装置实施为组合的发送和接收单元。

通过在未操作紧急操作元件时确保一种可清楚识别的电气或电子状态，该状态在操作和可能的故障功能时会发生改变，可以简单地检查紧急停止功能的可靠性。紧急停止功能在最简单的情况下实施为一个具有构造为开启装置的操作元件的闭合电路。该提供通过检查电流或电路中的电位传递来测试。开启装置的操作中断该电路，并触发紧急停止功能。

如果操作装置3(3’)的能量供应耗尽，则不会再有或只有很少的电流。相反，可检测的电位改变，由此给出表示紧急停止功能不可控的物理状态。在传输装置可能还在起作用时，主动地示出控制台的该非可控性。

为了避免对患者和/或操作人员造成损害，必须保证随时将医疗技术设备返回到可靠运行状态。但是，无线控制的操作装置3或3’的不能起作用的紧急停止功能在危险情况下导致紧急停止动作的不能接受的延迟。因此，控制台象对待已触发的紧急停止功能那样对待操作装置3或3’的紧急停止功能的非可控性，从而确保了不会提供不起作用的紧急停止触发器，它会在危险情况下延长操作人员的反应时间。

根据上面的描述，这样触发的紧急停止合适地在将操作装置3(3’)固定在控制台上时中止，因为在遥控器上的紧急停止功能实际上是激活的。操作装置3上的文字提示可以包含对操作人员的相应要求，即在设备的操作台4上固定遥控器3。

在图4中，示出用于本发明的无线操作装置3的可靠电路200的一个例子，该操作装置3具有相应设置的紧急停止功能。在粗的虚线201下面的区域中示出正常状态，即可以远程操作医疗技术设备，因为在遥控器3和传输段6上都不会出现干扰。

如上所述，在干扰情况下将操作装置3与控制台4连接。由此，建立了在这两者之间的可靠连接，其桥接控制台的安全电路202，并向控制台发送在遥控器3上现有的紧急停止功能。

在图4中，示出操作元件3和控制台4之间的电耦合。操作装置3的紧急停止开关203在连接遥控器3和控制台4时与控制台的安全电路202并联。如果在操作装置3上不操作安全开关203，则控制台的紧急停止电路通过该开关203闭合，而医疗技术设备又返回正常的运行状态。如对于电动机开关105’示出的那样，借助控制台4的操作元件的检查也相应地由遥控器3代替。

根据本发明，通过将可简单产生、屏蔽干扰影响的传输通道与无接触的能量传输组合，用很少的技术花费实现了用于医疗技术设备的无线移动操作装置的高度可控性。此外，根据本发明，将紧急停止功能集成在移动操作装置中保证了，即使在传输段或操作装置上出现干扰时操作人员在危险状况下也能有较短的反应时间。

Claims (14)

1.一种医疗技术设备，具有

-至少一个操作装置(3，3’)，用于由使用者触发至少一个控制信号，

-一个控制装置，用于将该控制信号转换为所述医疗技术设备(1)的至少一个功能，以及

-一个信号传输装置，用于将控制信号从所述至少一个操作装置(3，3’)无线传输到所述医疗技术设备(1)的控制装置，其中该信号传输装置包括至少一个与该操作装置(3，3’)连接的第一传输装置，和至少一个与该控制装置连接的第二传输装置(41)，

其特征在于，所述医疗技术设备(1)还具有至少一个控制台(4，4’，4”)，用于无辅助装置和可松开地固定所述操作装置(3，3’)，该控制台和所述固定状态下的操作装置(3，3’)一起在第一和第二传输装置之间形成至少一个无干扰的传输段(6，6’，6”)。

2.根据权利要求1所述的医疗技术设备，其特征在于，将所述至少一个无干扰的传输段(6，6’，6”)构造为被屏蔽的通道。

3.根据权利要求2所述的医疗技术设备，其特征在于，所述被屏蔽的通道由用于传输电磁空间波的波导构成。

4.根据权利要求2所述的医疗技术设备，其特征在于，所述被屏蔽的通道由光波导体构成。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的医疗技术设备，其特征在于，所述控制台(4，4’，4”)具有一个转换器(41)，用于将传导信号的空间波转换为传导信号的导线波和/或反之。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的医疗技术设备，其特征在于，所述控制台(4，4’，4”)具有一个用于感应能量传输的天线(43)。

7.根据权利要求6所述的医疗技术设备，其特征在于，所述控制台(4，4’，4”)利用固定状态中的操作装置(3，3’)构造一个第二传输段，用于为该操作装置的供电而感应传输电能。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的医疗技术设备，其特征在于，至少一个控制台(4，4’，4”)借助电缆与所述医疗技术设备连接。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的医疗技术设备，其特征在于，具有一个传输检查装置，用于检查至少一个控制台(4，4’，4”)的传输段(6，6’，6”)。

10.根据权利要求9所述的医疗技术设备，其特征在于，只要相应的操作装置(3，3’)固定在所述控制台(4，4’，4”)上，所述传输检查装置就将基于电磁信号传输的控制台(4，4’，4”)的传输段(6，6’，6”)转换为光或电信号传输。

11.根据权利要求9或10所述的医疗技术设备，其特征在于，在将一个操作装置(3，3’)固定在一个控制台(4，4’，4”)上时，断开在其上没有固定操作装置(3，3’)的控制台(4，4’，4”)的传输段(6，6’，6”)。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的医疗技术设备，其特征在于，所述操作装置(3，3’)具有一个用于触发紧急停止功能的装置(203)。

13.根据权利要求12所述的医疗技术设备，其特征在于，所述控制台(4，4’，4”)具有一个紧急停止装置，该装置构造为在干扰传输段(6，6’，6”)和/或干扰操作装置(3，3’)时触发医疗技术设备的紧急停止功能。

14.根据权利要求13所述的医疗技术设备，其特征在于，所述操作装置(3，3’)在控制台(4，4’，4”)上的固定以撤消控制台的所述紧急停止装置为条件。

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