专利名称：用于医疗技术设备的显示及控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于医疗技术设备、特别是生命维持系统如(人工)心肺机或呼吸机的显示及控制装置。
背景技术：
为了能可靠地操作和监控医疗技术设备，必须在这些设备上设置显示及操作装置，所述装置允许使用者以清楚明了的形式获知设备的运行状态，并借助操作元件干预设备的运行。这样例如在心肺机(下面也称为HLM)中，可设置用于各种单元和部件，例如血液泵或制氧机的显示及操作元件，使用者可通过它们监控并控制HLM的各个单元的运行。此外，可以设置用于各种传感器例如填充状态传感器、温度传感器或气泡检测器的显示元件和操作元件，在所述元件上，使用者可以读取传感器测量值并调整极限值，在超过或低于极限值时，就触发警报或其它动作。在HLM中，最近常常将这些显示元件和操作元件组合成显示及操作面板的形式，从而使用者能在一个地点清楚地监控并控制整个心肺机的运行。
此处所提到类型的显示及操作面板在采用程序控制的屏幕和键盘单元的情况下越来越多地被实现。最近，与LCD显示表面的触敏式屏幕(触摸屏)组合，采用了为LCD显示设备形式的这种使用者接口(GUI＝图形用户界面)。这就是说，使用者不仅可以在显示器上读出各个值，而且还可操作在显示器上用图形显示的按键、开关和调整器，即通过触摸所述按键、开关或调整器的显示范围内的显示表面。
采用这种触摸屏GUI单元，特别是通过减少操作元件和由此提高的清晰性，通过与内容相关地设计操作可能性，以及通过由该系统提供情景相关的帮助，使得可以操作甚至是复杂的系统。在制造方面，这类GUI单元也有这样的优点，尤其是在(制造)件数多时。但不利的是，在采用GUI单元时，显示缺陷会导致完全丧失对系统的控制。在彻底失效时，就不再可能通过GUI单元与使用者交互作用。即使局部失效，也可能导致对医疗技术设备的可操作性的不可接受的影响。这里应该注意，触敏表面由系统决定了易于受到机械缺陷的影响。此外，在复杂的应用场合，GUI单元及其控制需要复杂的开发过程，尤其是在实现针对(不同)语言的变型时。
这就造成，对于在生命维持系统如心肺机或呼吸机中的可靠非常重要的应用，操作装置只能以很高的费用(多余的操作场地、专门配置的运行系统等)使用。在多余的结构为不可能或无意义时，必须作为备件提供显示装置和操作装置，它们可以在所用的显示装置和操作装置不起作用时对其进行更换。但考虑到提供备用面板的费用，这种方式是不令人满意的。
发明内容
在这种背景下，本发明的目的是提供一种用于医疗技术设备特别是心肺机或其它生命维持系统如呼吸系统的显示装置和操作装置，其中在发生故障的情况下，能以经济的方式保证继续运行。
所述目的通过具有权利要求1的特征的显示装置和操作装置来实现，有利的实施形式由从属权利要求得到。
按照本发明，将多个触摸屏GUI单元组装成一模块式显示装置和操作装置。所述GUI单元在其结构上是实际上相同的，并且设计成可安装在基面板的不同位置上的插接模块。各触摸屏GUI单元的显示及操作功能的确定通过一配置装置实现，而触摸屏GUI单元则通过(基板上的)总线系统与配置装置连接，并从所述配置装置得到配置数据。配置数据则通过显示内容和输入范围确定触摸屏GUI单元的显示及操作功能。
下面参考附图根据实施例更详细地说明本发明，在图中
图1示意地示出作为说明本发明的特别适合的专用的生命维持系统和通用的医疗技术设备的例子的HLM的结构；图2示出按照本发明的显示及操作装置的结构的透视图；图3示出按照本发明的显示/操作单元的前侧的透视图；图4示出按照本发明的显示/操作单元的后侧的透视图；图5示出按照本发明的基单元的结构的透视图；图6示出按照本发明的基单元和布置在其上的显示单元和操作单元的图；图7A至7E示出按照本发明的显示/操作单元由配置数据引起的显示内容的例子。
具体实施例方式
在图1中示意地示出一人工心肺机1，如同在医疗技术设备特别是生命维持系统如心肺机和呼吸机中遇到的那样，用它来示例性地说明显示及操作装置2。
在图1中示出的心肺机HLM1包括四个并排地布置的血液泵3a、3b、3c和3d。血液泵的壳体形成HLM1的基体。在固定杆4a和4b上可以布置HLM1的其它装置或单元，例如示意地示出的血液存储容器5。此外，在HLM中通常还存在传感器(未示出)，以测得各种测量值如温度、压力和流量。此外，通常还设有气泡检测器(未示出)，通过它可以保证，不会将包含气泡的血液输送给病人。这里并不打算完全列出HLM的单元或部件。前面提到的单元仅是按照HLM举例性提及的，但是也可用于其它生命维持系统或医疗技术设备。不过，对于本发明的应用，HLM同呼吸机一样特别适用。
在图1所示的HLM1上，设有所述的显示及操作装置2，用所述装置可以监控和控制HLM1的单元和部件。为此，显示及操作装置2显示各种不同的值，部分是传感器和检测器的测量值，部分是单元的运行参数，例如血液泵的转速或其它值，例如时间。使用者通过各个值的显示得到HLM1的运行状态的概况，而且通过利用在显示及操作装置上图形式提供的操作元件，可通过显示及操作装置2进行控制干涉。
在图2中示出一按照本发明的显示及操作装置2；显示及操作装置包括多个布置在一基单元7上的显示单元/操作单元6a至6f。如示出按照本发明的显示/操作单元6的正视图的图3所示，每个显示/操作单元6包括一平坦的显示设备8，所述显示设备具有大量可激活/致动的像点/像素(Bildpunkt)，而且在其上既可以用数字形式显示测量值，也可以显示文字或图形的组成部分。为此，显示/操作单元6装备有根据所输入的数据控制显示设备8的像点的显示控制装置8。显示控制装置9最好设置在显示/操作单元6的壳体10中，因此，它在图3中用虚线示出。为了提供输入的可能性，每个显示/操作单元有一透明的输入装置11，所述输入装置布置在显示设备8的朝向观察者的表面上，并且与一分析通过输入装置11进行的输入的输入分析装置12连接。输入分析装置12最好也装在壳体10中，并且因此用虚线示出。总之，这样可提供这样一种触摸屏显示/操作单元6，它一方面可以显示信息(8、9)，另一方面可以接收输入(11、12)。按照本发明，不需要但可以设置其它的显示或操作元件。尤其是，可以设置一接通/断开开关，由此，在将显示/操作单元6插接到基单元7上时，显示/操作单元6也不处于开启状态。
由此，可将用于显示内容的数据传送至显示控制装置9，并继续传导来自输入分析装置12的输入，显示/操作单元6包括一接线装置13，它在图4—显示/操作单元6的后视图—中示出。显示控制装置9利用接线装置13与输入分析装置12连接，从而按照本发明的显示/操作单元6可连接在电总线上。
这里所述电总线是一种连接系统，所述连接系统允许连接在总线上的电设备与另一个连接在总线上的设备进行通信。这实质上意味着，可以按要求将值或其它信息从一个总线设备传送至另一总线设备，也就是说，可发送或接收所述值或其它信息。
根据所用的总线的类型，可以有目的地设置一总线通信装置14，它一方面保证通向总线的连接，另一方面与显示控制装置9和输入分析装置12连接，由此，显示控制装置9和输入分析装置12不必设计成用于直接连接在总线上。
如图5所示，总线15设置在按照本发明的显示及操作装置2的基单元7中。如上所述，所述总线用于连接在总线上的单元的通信。为了使显示/操作单元6a至6f可连接在总线上，在基单元7上设置合适的连接装置16a至16f。基单元7中的每个连接装置16都与显示/操作单元6的接线装置13相配，从而在显示/操作单元6布置在基单元7上时，通过将接线装置13与连接装置16的移动合拢—最好按照插头插座原理—而使显示/操作单元6可以连接在总线15上。
连接装置16与接线装置13之间的连接可以是这样的，即可实现显示/操作单元6基础单元7上足够的机械保持(力)，也可以是这样的，即为了机械保持必须采取附加的器具，但是这里没有对这种附加器具进行详细说明。原则上，显示/操作单元6在基础单元7上的每种可由使用者简单地形成并重新拆卸的保持形式都适用，此时，应当注意的要求是，它们必须存在于医疗技术设备尤其是生命维持系统的领域内。
总线15从基单元7引出，例如如图5中所示，通过显示及操作装置2的接管17引出。例如如在图1中的HLM中看到的那样，总线通过接管17引入医疗技术设备中，从而医疗技术设备的单元和装置也可连接在总线上。
在基单元7中，还设有一也与电总线15连接的配置单元18。直接在显示/操作单元6连接在总线上以后，也就是通常在显示/操作单元6插装在基单元7上时，配置单元18承担这样的任务，即将最初的数据送至显示/操作单元6上。所述数据是配置数据，这些数据通知显示/操作单元6，它在显示及操作装置2的整体中所要承担的任务。对显示/操作单元6进行配置是按照本发明的显示及操作装置2的一个重要方面，这是因为，由此显示/操作单元6可以有不同的应用，因为配置数据要首先确定，显示/操作单元6用于何种目的。通过电总线15传送的配置数据主要是这样的信息(指令)，所述信息确定显示/操作单元6的显示内容和输入范围。显示/操作单元6的显示控制装置9必须在显示/操作单元6的显示器8上显示通过配置数据传送的显示内容(图3)；输入分析装置12必须相应地分析显示器8的表面11上由配置数据限定为输入范围的区段，并且对由使用者进行的输入监控。
由于本发明的显示及操作装置2的显示/操作单元6实际上结构是相同的，因此，各个显示/操作单元6可以用于基单元7的任何位置(16a至16f)。这就是说，当使用医疗技术设备例如HLM时，在手术室中通常只需保留一个显示/操作单元作为备件，这是因为，当显示及操作装置中的任何一个显示/操作单元失效时，可以用多余的显示/操作单元进行替换。此外，当已经使用的显示/操作单元的功能(例如时间显示)的重要性较低，则可以使其停止运行，并用来替换失效的、支持对于使用者是必不可少的重要监控及控制功能的显示/操作单元。
除了作为廉价的备件备用保留显示/操作单元这个可能性以外，本发明还提供这样的可能性，即通过配置装置18的冗余设计保证可靠的运行。根据配置装置18的冗余设计只需要可接受的费用，由此使本发明成为可能。此外，还应当注意，在按照本发明的显示及操作装置运行时，配置装置18不担负其它功能。这就是说，在按照显示/操作单元的配置完成之后的运行中，配置装置的失效首先不会对按照本发明的显示装置和操作装置的整体功能产生影响。不过，应该用信号向使用者指示配置装置18的故障，这是因为，在配置装置18失效时，不再可能更换显示/操作单元6。
下面将举例说明，用什么形式将配置数据从配置装置18传送至显示/操作单元6，以及用什么方式和方法在显示/操作单元6中处理配置数据。
为此，图6示出一基单元7，在其上插装有显示/操作单元6。当一显示/操作单元6布置在基单元7上，并通过将接线装置13和连接装置16的拼合连接在基单元7中的电总线15上而连接时，通过总线15用信号向配置装置18指示，显示/操作单元16已连接在连接装置16a至16f以及连接在哪个连接装置上。在这里所述的例子中，由于连接装置16a的位置规定了示出的显示内容和接收的输入，因此配置装置18通过总线15向显示/操作单元6传送这样的配置数据，所述数据对应于显示装置和操作装置2在基单元7上的插装位置。
下面参考图7A至7E说明配置过程的细节。这里，考察按照本发明的显示及操作装置2在心肺机上的应用(参看图1)，除了其它单元外，该心肺机还具有例如用于血液存储容器的填充状态的传感器和用于动脉输入管道中的气泡的检测器，以及用于进入血液存储容器和从血液存储容器出来的血液的温度传感器。HLM的这些传感器和检测器，还有其它单元和部件都连接在总线15上。所述传感器/检测器的测量值可借助按照本发明的显示装置/操作装置2可视化，其中，例如确定，显示总是在显示及操作装置2的基单元7上在连接装置16a的范围内进行。
现在，当显示/操作单元6布置在基单元7的位置16a上并形成与总线系统15的连接，则配置装置18向显示/操作单元6传送确定显示内容与输入范围的配置数据。
在第一个步骤中，配置装置向显示/操作单元传送配置数据，例如(1)DispletPos＝“1”(2)Title Color＝“蓝”“动脉气泡”并且，使显示/操作单元6在显示区8的左半边在三个预先规定的行的最上面一行中显示内容为文字“动脉气泡”的蓝色标题行，这在图7A中示出。显示区域是对显示/操作单元6的在其它情况下有利地连续并且未划分的显示器8的合乎逻辑的划分。在第二个步骤中，配置装置18向显示/操作单元6的传送配置数据(3)DispIcon1 Pic＝“气泡检测器”并且，使显示/操作单元6在标题行“动脉的气泡”的上方显示气泡检测器的示意图形，这也可以从图7A看出。在第三个步骤中，配置装置18向显示/操作单元6传送配置数据(4)ValueCan＝“0000062”它使显示/操作单元6通过电总线15取得具有标志码000062的总线设备的值。此标志码是例如分配给HLM的气泡检测器的，从而显示/操作单元6通过所传送的配置数据配置成获取气泡检测器的传感器信号。在第四个步骤中，显示/操作单元6的配置装置18传送配置数据(5)ValIcon 2 Pic＝“OK”stat＜“10”(6)ValIcon 2 Pic＝“报警“stat＞＝“10”并且，在从气泡检测器得到的值小于10时，由此使显示/操作单元6在标题行“动脉气泡”的上方的范围内显示字母“OK”。当值大于或等于10时，配置数据得到“警报”一词，显示/操作单元6代替字母“OK”示出该词。在图7A中示出显示“OK”。
为了确定显示/操作单元6的最上面一行的右边一半的显示内容，配置装置18向显示/操作单元6传送下列配置数据(7)Displet＝“2”(8)Title Color＝“绿”，“容器液位”(9)ValueCan＝“000061”(10)ValIcon1 Pic＝“FullRes”stat＞“75”(11)ValIcon1 Pic＝“75％Res”stat＞“50”(12)ValIcon1 Pic＝“50％Res”stat＞“25”(13)ValIcon1 Pic＝“25％Res”stat＞“5”(14)ValIcon1 Pic＝“0％Res”stat＞“0”(15)ValIcon2 Pic＝“OK”stat＞“25”(16)ValIcon2 Pic＝“LOW”stat＜＝“25”这些配置数据的结果在图7B中示出，所述结果如下得出。在配置数据中，由行(7)确定，所涉及的是在显示/操作单元6的最上面一行的右半边中的显示区段。通过行(8)中的配置数据使显示/操作单元6用绿色显示标题为“容器液位”的标题行。
行(9)的配置数据使显示/操作单元6获取连接在电总线上的具有标志码000061的单元的数据。在此处所述的实施例中，这是填充状态传感器，它将这里所考察的HLM的血液存储容器的填充状态作为值通过电总线15进行通信传递。
行(10)至(14)中的配置数据使显示/操作单元6根据所得到的填充状态传感器的数据显示不同的图形，所述图形反映容器的填充状态。这里根据级别75％、50％、25％和5％选择不同的图形。
在填充状态传感器的值大于25时，行(15)和(16)中的配置数据还使显示/操作单元6在显示器的右上区域示出字母“OK”。当填充状态传感器的值小于或等于25时，字母“OK”用词“LOW(低)”代替。
其显示结果在图7C中示出的下列配置数据使显示/操作单元6在显示器8的第二行的左半面中以黄色用符号“进入动脉的温度”显示标题行，并且在其上方用三位数和小数点和单位“℃”示出温度值，此时，所示的值来自具有标志码000060的温度传感器。
(17)Displet＝“3”(18)Title Color＝“黄”，“进入动脉的温度”(19)ValueCan＝“000060”(20)Value Fmt＝“％3d”Unit＝“℃”如图7D所示，下面的配置数据相应地使得在显示/操作单元6的显示器8的第二行的右半边中产生显示，其中此处所示出的值源自具有标志码000059的温度传感器。
(21)Displet＝“4”(22)Title Color＝“黄”，“离开动脉的温度”(23)VulueCan＝“000059”(24)Value Fmt＝“％3d”Unit＝“℃”前面描述的配置数据使显示/操作单元6还将标题行的上方的显示器区域确定为输入区。这就是说，当使用者在一个标题行的上部的区域触摸显示/操作单元6的显示器8的表面时，就可获得用于相关传感器的输入。当例如由于血液存储容器中的填充状态过低而触发警报时(参看图7B)，则可分析判断标题行“容器液位”上方的输入区，从而使用者触摸此区域被认为是确认警报。
在配置数据中，也可设置这样的数据，它们不需要确定测量值的显示，就能决定输入区。按此方式，可以显示开关、按键或调整器，它们通过触摸显示/操作单元6的触敏表面被操作。
显示/操作单元6的显示器内部的各个区域也可以连接，以形成较大的连在一起的显示区域。这样，例如图7E示出一经配置的显示/操作单元，在该单元中显示器8的左半边的三个彼此叠置的区域组合成一个显示区，以提供这样一个显示区，该显示区可容纳模拟(针式)钟表的显示。配置装置对于这种显示内容向显示/操作单元6传送的配置数据例如有下列格式(25)Displet＝“1，3，5”(26)DisplIcon Pic＝“ClockAnalog”由显示控制装置9在按照本发明的显示/操作单元6的显示器8上示出的显示内容最好存储在显示控制装置9的存储器中。这主要是指数字和字母，以及图形式的图像元素，它们带表测量值或运行状况，但是也包括医疗技术设备的单元和部件。在显示控制设备9中的存储这些数据导致，不必从配置装置18传送用于显示数字、字母和图形式的图像表示的数据。按照本发明的显示及操作装置的这种设计是有利的，但是，在控制系统中，也可以设置成从配置装置传送用于显示内容的数据。在任何情况下，如果显示控制设备9能接收用于显示内容的附加数据并将其存储在存储器中，并且在运行时，将所述数据运用于按照本发明的显示/操作单元6的显示器8的显示，则是有利的。这就扩展了按照本发明的显示/操作单元6的可用性，这是因为，在制造时，可以将未知的显示内容事后从配置装置18转送给显示/操作单元6。在这种情况下显示控制装置9最好能通过总线15告知通信装置18，在显示控制装置9中已存储了哪些数据，从而配置装置18可以只传送转送不存在于显示控制单元9中的、用于显示内容的数据。
此处所描述的配置数据的结构、内容和结果的处理方式以及总线系统的类型是用作示例的，并不按照本发明的显示及操作装置的原理起限制作用，也可用其它的配置数据和其它总线系统实现所述显示及操作装置。
在所描述的实施例中，显示/操作单元6在基单元7上并由此在总线15上的连接位置决定了将什么功能分配给显示/操作单元。这种变型方案是有利的，这是因为，在操作面板上值和操作元件总是出现在同一位置。另一方案设想，按照显示/操作单元的顺序传送数据，从而使用者可以确定，在操作面板上的什么位置提供什么功能。
权利要求
1.用于具有可连接在电总线上的单元的医疗技术设备、特别是用于生命维持系统-如心肺机或呼吸机-的显示及操作装置，具有-至少一个显示/操作单元(6)，所述显示/操作单元具有○一具有大量可以操作的像素的显示设备(8)，○一根据所输入的数据控制显示装置的像素的显示控制装置(9)，○一布置在显示设备(8)的朝向观察者的表面上的透明的输入装置(11)，○一对通过输入装置进行的输入进行分析的输入分析装置(12)，○一接线装置(13)，利用所述接线装置显示控制装置(9)与输入分析装置(12)相连接，并且利用所述接线装置显示/操作单元(6)可连接在电总线(15)上，以及-一基单元(7)，该基单元具有○一电总线(15)，该总线用于连接在该总线上的单元的通信，以及，○一连接装置(16)，显示/操作单元(6)可借助于连接在电总线(15)上的接线装置(13)连接在所述连接装置上，以及○一配置单元(18)，所述配置单元与电总线(15)连接，并且在显示/操作单元(6)连接在电总线(15)上以后，通过电总线(15)向显示/操作单元(6)传送确定显示/操作单元(6)的显示内容和输入区域的配置数据。
2.如权利要求1所述的显示及操作装置，其特征为，对于基单元(7)的每个连接装置(16)，在配置装置(18)中确定，向连接在相应连接装置(16)上的显示/操作单元(6)传送什么配置数据。
3.如权利要求1所述的显示及操作装置，其特征为，在配置装置(18)中，根据显示/操作单元在基单元(7)上的连接顺序确定向所连接的显示/操作单元(6)传送的配置数据。
4.如权利要求1、2或3所述的显示及操作装置，其特征为，在显示/操作单元(6)的显示器(8)中按逻辑关系确定多个用于显示显示内容的和用于接收输入的区域。
5.如权利要求4所述的显示及操作装置，其特征为，多个合乎逻辑关系的区域可以组合成一个连在一起的区域。
6.如权利要求1至5中任一项所述的显示及操作装置，其特征为，多个显示/操作单元(6)的结构是相同的。
7.如权利要求1至6中任一项所述的显示及操作装置，其特征为，显示/操作单元(6)通过接线装置(13)与连接装置(16)之间的连接保持在基单元(7)上。
8.如权利要求1至7中任一项所述的显示及操作装置，其特征为，显示/操作单元(6)通过附加的保持元件保持在基单元(7)上。
9.如权利要求1至8中任一项所述的显示及操作装置，其特征为，在显示/操作单元(6)的显示控制装置(9)中存储用于显示符号、数字和卡片图像元素的数据。
10.如权利要求1至9中任一项所述的显示及操作装置，其特征为，显示/操作单元(6)和配置装置(18)设计成，使用于显示内容的数据可以从配置装置(18)传送到显示/操作单元(6)，并可存储在显示/操作单元(6)中。
11.如权利要求10所述的显示及操作装置，其特征为，显示/操作单元(6)通知配置装置(18)，在显示控制装置(9)中存储了哪些用于显示内容的数据。
12.如权利要求1至11中任一项所述的显示及操作装置，其特征为，设置一总线复合装置(14)，显示控制装置(9)和输入分析装置(12)连接通过该装置在总线(15)上。
13.如权利要求1至12中任一项所述的显示及操作装置，其特征为，不设置其它的操作元件。
14.如权利要求1至13中任一项所述的显示及操作装置，其特征为，除去接通/断开开关外，不设置其它的操作元件。
15.显示/操作单元，它设计成用在如权利要求1至14中任一项所述的显示及操作装置中。
全文摘要
本发明涉及一种用于医疗技术设备的显示及操作装置，包括结构相同的布置在一基单元(7)上的显示/操作单元(6)。在基单元(7)中设置一总线(15)，医疗技术设备的单元和部件连接在总线上。基单元(7)有连接装置，通过所述连接装置显示/操作单元(6)可连接在总线上。在连接显示/操作单元(6)以后，一配置单元将配置数据传送至显示/操作单元，并且由此首先确定，显示/操作单元承担什么功能。由此可简单地更换有缺陷的显示/操作单元。相应地，显示/操作单元的结构简单，并且由此不易发生故障。
文档编号G06F3/14GK1829956SQ200480022022
公开日2006年9月6日 申请日期2004年7月29日 优先权日2003年7月29日
发明者E·克诺特, O·彭卡 申请人:索林集团德国有限公司