专利名称：具有无菌操作装置的外科手术灯具的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种具有无菌操作装置的外科手术灯具，其功能可以是由操作者以无菌的方式操作。
背景技术：
在人体外科手术期间，使外科医生的手在接触未消毒表面之后而不带菌是必要的。为了外科医生在方便的环境下进行外科手木，手术现场的良好照明尤其是必须的。通常，这可以通过调整外科手术灯具的不同參数来实现。因此，通常地，灯体的位置和方向，射到手术现场的光线的聚焦以及出射光线的亮度，即手术现场的照明亮度，是可调节的。一般通过在无菌把手处抓住灯体，该无菌把手推翻灯体的把手接收器，并且通过旋转至期望的位置和期望的方向，因此，外科医生自己改变位置和方向。通过扭转无菌把手，通常可以调整光线的聚焦，即出射光束的交点距离灯体的距离。亮度的调节一般不由外科医生操作，而是由具有较小消毒要求的手术室工作人员通过灯体边缘处的非消毒操作构件，在运送系统或在墙壁上的操作単元完成操作。然而，为了这一目的，额外的人员是必须的并且由于外科医生和该人员之间的必要的沟通，这可能会变得危险，特別是在紧急的手术情况下，亮度的预定调节变得成本过高。为了解决该问题，从EP-A-1750052可知一种除了可消毒把手之外的附于灯体上的可消毒操作构件，藉.此其他功能，例如调整色温、调整光分布或操作摄像机可以以无菌方式操作。然而，在这里，由于在若干操作模式中进行调节的可能性，额外的操作构件是必须的，并且外科医生可能必须选择预定的操作模式。因此，这种调节只具有可调节亮度和聚焦功能的外科手术灯具的可能性是成本过高的，并且转移了外科医生的注意力。除此以外，存在这样的问题，即当灯体因外科医生调整外科手术灯具的方向而绕其轴被旋转时，该旋转是通过无菌把手完成的，因此，光线的聚焦被改变。
发明内容
由此，出现了如下目的，即提供ー种外科手术灯具，其能够在无菌状态下改变外科手术灯具的方向而不改变聚焦并且解决了上述的问题。该目的通过权利要求1中的特征实现。本发明的进ー步改进是从属权利要求的主题。此外，设计了ー种灯体，以使其包括ー种可以以非接触的方式操作的操作装置。在本文中，以非接触的方式意味着操作装置本身，特别是操作装置的传感器不被触碰，然而， 可以接触覆盖操作装置的传感器的灯体的无菌元件。
现在，參照附图，通过实施例更加详细地阐明本发明。
特別的，图1示出了外科手术灯具的透视图，图2示出了在两个不同焦点设置下图1的外科手术灯具的灯体，图3示出了具有把手的图1的外科手术灯具的把手接收器，以及图4示出了图1的外科手术灯具的操作装置的工作箔片。
具体实施例方式图1示出了包括灯体2的外科手术灯具1的透视图。灯体2通过悬挂装置4连接房间天花板(未示出)、可移动支架等等，悬挂装置4仅示出了其下部。悬挂装置4构成了万向悬挂件，以使灯体2可以在确定的活动半径内放置在期望的位置和期望的方向上。在本实施例中，灯体2包括四个边缘模块9和ー个中央模块10，其中，边缘模块9 可枢转地附接到中央模块10。可替代地，可以提供另ー数量的模块或不同配置的模块。在其他实施例中，外科手术灯具1可以设有单个聚光灯以作为分散的照明系统(dissolved light system)或其可以被构造成为大型镜式灯。此外，可替代地，可枢转的模块或可枢转的聚光灯可设置在灯体的外壳内。在本实施例中，边缘模块9和中央模块10分別包括多个光源3，其分別由具有透镜的LED形成。光源3分别发射一束光线。在可替代实施例中，分散的照明系统的单个聚光灯分別具有ー个光源，并且大型镜式灯包括位于灯体中的一个单独工作的光源。在本实施例中，灯体2设有从光发射面处的中央模块10的下侧伸出的把手接收器 6。在他实施例中，把手接收器6也可以设置在灯体2的另一位置或在悬挂装置4处。外科手术灯具1还包括聚焦装置5和调暗装置8，它们容纳在灯体2的外壳中，然而，它们不是必须安置在这里，而是它们也可以设置在外科手术灯具1的其它合适位置处。 以下将解释聚焦装置5和调暗装置8的功能。图2示出了在两个不同聚焦设置下的灯体2。边缘模块9和中央模块10分别从灯体2发射出由几个光源3产生的光束11，其中，光束11本身被调节以使每个单独模块产生光场，即在病人的手术位置上的照明区域。当模块的光束聚焦合适的时候，即当边缘模块 9各自与中央模块10之间的角度选定为使几个光场对准在手术位置上吋，在手术位置上产生共同光场12。当产生共同光场12吋，光束11分別包括在手术位置上的照明区域上相交的中心轴线22。在图示A中，光束11的中心轴线22在距离灯体2的距离I1处相交。利用这ー设置，手术上的光束11的图像是相同的并且产生共同光场12。在离灯体2的距离I2 处的手术区域处，光束11分別在光场12'、12〃、12' 〃上成像，其不是相同的，但是当边缘模块9到中央模块10的角度设置相同时其仅仅重叠。为了对准光场12'、12〃以及12'丨'以使它们在距离I2处的手术位置上完全相同地成像，必须聚焦从灯体2发出的光束11。如图示B中所示，边缘模块9相对于中央模块 10枢转，从而使光束11的中心轴线22再次在距离I2处的手术位置上相交，以使光束在共同光场12中的手术区域上成像，并且因此，它们最佳地照亮手术区域。边缘模块9由驱动装置(未示出)枢转。驱动装置根据操作者的输入由聚焦装置 5(图1)控制。边缘模块9相对于中央模块10的角度的调节可能在两个端部位置之间以不分级方式进行。而且，每个边缘模块9被同时调节以使光束11的中心轴线22的交点分别位于中央模块10的光束11的中心轴线22上，并且该交点分別具有距离灯体2的另ー距
肉ο在其他实施例中，通过调节构成分散的照明系统或设置在灯体内的模块或单个聚光灯的照射方向，或在具有ー个发光体和ー个反射镜的大型镜式灯具的情况下，通过将发光体围绕反射镜的焦点沿着反射镜的对称轴移动，灯体2和由聚焦的光束11产生的光场12 之间的距离调节是以类似的方法来进行的。图3示出了具有把手接收器6，把手14布置在把手接收器6的周围。把手接收器 6包括操作装置7，操作装置7又包括工作箔片17。把手接收器6以确定的长度设置在轴线方向上并且具有环向的凹槽。工作箔片17镶嵌到该凹槽里，其长度与把手接收器6的轴线方向上的凹槽的长度大致一致，但是稍微短ー些，并且工作箔片17的宽度与把手接收器6 中的凹槽的周长大致一致，以使凹槽的整个周缘被工作箔片17覆盖。在工作箔片17周围放置橡胶材料制成的保护套13。保护套13的端部分别形成向内指向的套圈，以使工作箔片17容纳在该套圈之间轴向延伸的空间中。因此，工作箔片17被保护而不受潮湿和机械 fe坏。把手接收器6固定到灯体2上(图1)。在把手接收器6周围，推动把手14并且把手14由咬合元件(未示出)径向地和轴向地固定。把手14是由可消毒的材料制成的，以便满足无菌操作部件的卫生要求。在可替代的实施例中，把手也可以实施为无菌弾性塑料盖形式的一次性把手。此外，在把手接收器6中布置操作装置7的评估单元25和用于测距的激光传感器 26。在可替代的实施例中，这些元件也可布置在灯体2的或者外科手术灯具1的其他位置处。在把手14上方的上部端部处，工作把手接收器6包括用作漫射板的透明盖15以及用作指示装置的发光体16。如下所述，发光体16指示外科手术灯具1的调节情況。透明盖15由透明材料环向地制成，以便从外科手术灯具周围的每个方向可看到发光体16的指示。图4示出了操作装置7的工作箔片17。与已经在图3的说明中所解释的，工作箔片17包括与把手接收器6的凹槽的周长大致一致的宽度。因为把手接收器6不是圆柱形的而是稍微成锥形的，工作箔片17的宽度也向下稍微成锥形。工作箔片17包括载体箔片 18，在载体箔片18上应用铜网19。在工作箔片17上示出了铜网19的四个排列，其中，三个排列分别在竖向方向上延伸并且分別形成竖向传感器23，以及ー个排列在工作箔片17的上部端部处在水平方向上延伸，形成水平传感器对。铜网19通过条状导线20分别连接到连接器21。通过连接器 21，工作箔片17与操作装置7的评估单元25相连接。评估单元25或者可以形成为独立単元，或者可替代地，可以集成在外科手术灯具1的控制装置中。因此，在安装状态中，水平传感器M形成围绕把手接收器6的环向传感器区域。在把手接收器6的轴向方向上观察，竖向传感器23分別形成把手接收器6的轴向方向上的传感器区域，该传感器区域以大约120°的角度距离地布置。铜网19由于它们的形状和它们的相互排列而分别形成电容传感器。在可替代的实施例中，也可以使用以非接触的方式操作的其他操作装置，例如光学操作装置。
外科手术灯具1构造成，使得通过操作者的预定动作序列，通过分别以非接触的方式操作传感器23、24，水平传感器M用于调暗光源3并且三个竖向传感器23用于聚焦外科手术灯具1。操作装置7构造成，使得为了调暗控制，即改变照度，当例如手指或者外科手木工具的一部分的物体进入水平传感器M的区域中吋，水平传感器M在调暗方法的第一步骤中进行检測。因此，水平传感器M向评估单元25输出相应信号，借此操作装置7识别物体插入到水平传感器M的区域中。通过沿着把手接收器6的或者安装的把手M的周缘，即沿着水平传感器对，移动物体，水平传感器M通过相对于初始检测的位置的运动而检测物体所安置的位置，并且水平传感器M向评估单元25传输相应信号。操作単元7构造成，使得在第二步骤中，评估单元25识别物体移动的方向，特別是关于把手接收器6的轴线是顺时针方向或者逆时针方向，并且使得在第三步骤中，它识别出物体移动的距离。此外，操作装置7构造成，使得在第四步骤中，其评估单元25向调暗装置8输出分別与运动方向和运动距离对应的信号。在这里，相对于把手接收器6的轴向方向是顺时针方向的运动方向对应于外科手术灯具1亮度的増加，而逆时针方向的运动对应于亮度的降低。在其他实施例中，这ー相互关系也可以是相反的。在本实施例中，评估单元25构造成，使得沿着水平传感器Icm的物体距离对应ー 个亮度级的改变。每亮度级光强的改变在调暗装置8中定义。在可替代的实施例中，距离和亮度级的相互关系可以对应不同的值或它可以是不分级的。操作装置7构造成，使得为了控制聚焦，在聚焦方法的第一步骤中，当例如手指或外科手木工具的一部分的物体进入竖向传感器23中的ー个的区域中吋，一个或多个竖向传感器23进行识別，并且向评估单元25输出相应信号，借此，操作装置7识别物体插入到竖向传感器23的区域中。通过在把手接收器6的轴向方向上，即沿着竖向传感器23方向上，沿着把手接收器6移动物体，竖向传感器23向评估单元25传输信号，物体由于运动而定位在相对于初始位置的位置中，并且操作装置7构造成，使得在第二步骤中，它识别出物体移动的方向，特别是朝向灯体2还是远离灯体2。当物体远离灯体2移动时，在第三步骤中，操作装置7的评估单元25向聚焦装置5输出信号以将边缘模块9移动在一起，即减少光束11的轴线22聚焦的点和灯体2之间的距离。在第三步骤中，物体在朝着灯体2的方向上的运动导致操作装置7的信号输出到聚焦装置5以移动分开模块，即光束11的轴线22 的交点和灯体2之间的距离增加。在第四步骤中，在运动期间或之后直到物体从传感区域移出，一旦评估单元25检测到在一个竖向传感器23的区域中存在物体就输出信号。当物体的运动方向反向而没有将物体移出传感区域吋，向聚焦装置5传送反向改变轴线22的交点和灯体2之间的距离的信号，直到物体从传感区域移出。作为标准，外科手术灯具1处于自动模式，其中，灯体21和手术位置之间的距离利用激光传感器沈通过距离測量装置而进行測量。因此，最佳光场12通过聚焦装置5而进行调节。根据外科医生的要求，他可以总是通过操作操作装置7来校正自动装置。可替代地，当自动功能出故障吋，当外科手术灯具1被打开时，可以保持上次的设置距离或可以调节作为标准的预定值(例如一米的标准值)。操作装置7与外科手术灯具1的控制装置相连接，外科手术灯具1的控制装置又与聚焦装置5和调暗装置8相连接并且控制它们。在可替代的实施例中，操作装置7直接连接到聚焦装置5和调暗装置8。在其他实施例中，传感器23J4和调暗与聚焦功能之间的相互关系可以以不同的方式定义。并且，动作序列的检测种类，特別地，一方面，运动的方向和距离的检测，以及另一方面，运动方向和物体存在的持续时间的检测不是不可改变地分派给某传感器或功能， 而是相互关系可以以任意合适的方式进行。还有，在可替代的实施例中，其他功能的控制， 例如色温的调节是可能的。此外，在可替代的实施例中可以检测其它动作序列，例如通过手指的轻拍，或动作序列的組合，例如覆盖竖向传感器23和水平传感器M以及，作为实例，检测相对于把手接收器6的轴线方向斜对的运动。通过物体的非接触检测，操作者可以或者操作外科手术灯具1的合适的功能而实际上没有触碰外科手术灯具1，或者他沿着可消毒盖移动物体，在本实施例中为无菌把手 14，这两者都能够实现外科手术灯具1的无菌操作。通过用于在操作装置7的评估单元25调节的装置，电容传感器的灵敏度是可调节的或可编程的。为了确保物体的安全和精确的检测，设置在电源上升期间自动地校准操作装置7的校准装置，其中，在电源上升期间检测存在哪些进入评估单元25的输入值。这些值被设置作为“无操作”的极限值，以便识别物体(例如手指)的接近和运动。因此，聚焦或调暗的控制同样不用操作把手，或使用任意的操作把手(公差补偿)或例如使用弹性塑料盖来进行。检测的值被周期性地复查是否出现该值的延长修改。因此，例如识别在外科手术灯具1的电源上升期间把手14的推动和安装未安装的把手14，并且调节该值以便尽管推动把手14，完成例如手指的检测。操作装置7的意外操作通过以下措施禁止。在可替代的实施例中，不需要两个措施，而ー个措施可能就足够了。外科手术灯具1的灯体2的复位通过加速度传感器(未示出)来识别，加速度传感器设置在灯体2中并且与外科手术灯具1的控制装置相连接。操作装置7构造成，使得操作装置7通过外科手术灯具1的控制装置或者可替代地通过加速度传感器直接控制，以使其在复位期间不对竖向传感器23和/或水平传感器M的信号作出反应，从而没有信号传到聚焦装置5和/或调暗装置8。仅仅在识别把手接收器6处的物体之后并且物体的运动被识别而且行进了例如 Icm的某ー距离吋，才开始光束11的聚焦或亮度的调暗。只仅仅存在物体，例如为了复位而紧握把手14，不检测为用于改变聚焦或用于调暗的操作。发光体16用于指示外科手术灯具1的调节的改变。发光体16在中等亮度为基本的亮度的方式下操作。当改变外科手术灯具1的例如调暗或聚焦的ー个可调设置吋，其通过改变指示发光体16的亮度进行指示。通过控制调暗装置8以增加外科手术灯具1的光度，指示发光体的亮度也増加。当边缘模块9被移动在一起时，聚焦的改变同样通过増加指示发光体的亮度进行指示。因此，当外科手术灯具1的光度降低或当边缘模块9移动分开吋，指示发光体16的光度的降低分别通过反向控制进行追踪(persue)。在操作装置7处的调节过程结束之后，指示发光体16通过相连接的控制单元被重置至基本亮度并且在随后的调节变化期间，指示发光体16被相对于该改变进行指示。发光体16可以实现为LED的形式。可替代地，也可以是包括多个LED的刻度盘。 此外，可替代地，其可以根据外科手术灯具1的实际改变的功能启动指示器并且指示实际设置。可替代地，可以是设置的不变的指示，例如聚焦。此外，也可以设想声音反馈。
传感器23、24的数目取决于要调整的功能的数量。对于外科手术灯具的人机工程操作，用于ー个功能的多个传感器23、M可以设置在外科手术灯具的不同位置或一个传感器可以设置在外科手术灯具的期望位置。然而，无论如何，传感器通过覆盖传感器的可消毒的盖，例如把手14而进行启动。
权利要求
1.外科手术灯具(1)，具有灯体O)，其包括至少ー个光源(3)，其中，至少ー个光束(11)从所述灯体( 射出， 在所述灯体中的聚焦装置(5)，用于聚焦所述光束(11)或者多个所述光束(11)的聚焦，附接到所述外科手术灯具(1)的操作装置(7)，其中，所述操作装置(7)直接地或间接地连接到所述聚焦装置(5)，并且所述操作装置(7)能够由可消毒盖所覆盖， 其特征在于所述操作装置(7)适于以非接触的方式识别操作者的预定动作序列，并且作为結果， 以控制所述聚焦装置(5)。
2.如权利要求1所述的外科手术灯具(1)，其中，所述外科手术灯具(1)附加地包括悬挂装置G)，所述灯体附接于所述悬挂装置G)，以及把手接收器(6)，其附接到所述悬挂装置(4)或所述灯体( 且用于接收把手(14)， 其特征在于所述操作装置(7)安置于所述把手接收器(6)处，并且所述可消毒盖是所述把手(14)。
3.如权利要求1或2所述的外科手术灯具(1)，其特征在干，附加地设置用于所述光源(3)的调暗装置(8)，并且所述操作装置(7)直接地或间接地连接到所述调暗装置(8)从而所述操作装置(7)的操作通过操作者的预定动作序列而控制所述光源(3)的调暗。
4.如权利要求3所述的外科手术灯具(1)，其特征在干，所述操作装置(7)适于识别以预定方式分配到所述聚焦装置(5)和调暗装置(8)的操作者的不同动作序列，并且其将相应的控制信号提交到所述聚焦装置(5)或调暗装置(8)。
5.如权利要求4所述的外科手术灯具(1)，其特征在干，所述操作装置(7)适于用于控制所述聚焦装置(5)的动作序列与用于控制所述调暗装置(8)的动作序列是不相同的。
6.如权利要求4或5所述的外科手术灯具(1)，其特征在干，所述操作装置(7)适于所述操作装置(7)识别各自的动作序列的不同方向并且将相应的控制信号提交到所述聚焦装置( 或调暗装置(8)。
7.如权利要求6所述的外科手术灯具(1)，其特征在干，所述灯体( 包括作为指示装置的发光体(16)，其适于从基本亮度开始，所述指示装置根据动作序列的方向而变得更亮或更暗。
8.如权要求7所述的外科手木工具(1)，其特征在干，所述指示装置与控制单元相连接，所述控制単元适应于在动作序列结束之后，所述指示装置被重置至所述基本亮度。
9.如前述权利要求中的任意一项所述的外科手术灯具(1)，其特征在干， 所述操作装置(7)包括用于调整所述非接触操作的识别灵敏度的装置。
10.如权利要求9所述的外科手术灯具(1)，其特征在干，所述操作装置(7)包括用于校正所述非接触操作的识别灵敏度的装置。
11.如前述权利要求中的任意一项所述的外科手术灯具(1)，其特征在干，所述外科手术灯具(1)包括直接地或间接地连接到所述操作装置(7)的加速度传感器，而且所述外科手术灯具(1)适于在动作传感器检测到所述灯体( 运动时不启动所述聚焦装置(5)。
12.根据前述权利要求中的任意一项所述的外科手术灯具(1)，其特征在干， 所述操作装置(7)包括至少ー个电容传感器(19)。
13.根据前述权利要求中的任意一项所述的外科手术灯具(1)，其特征在干， 所述操作装置(7)适于所述非接触操作可以使用或者不使用把手(14)。
14.用于控制外科手术灯具(1)的功能的方法，包括以下步骤 步骤1 通过操作装置(7)，识别物体插入到传感器03，区域中；步骤2 通过所述操作装置(7)，识别所述物体相对于所述初始识别的位置而安置的位置；步骤3 通过所述操作装置(7)，识别关于所述物体移动的距离； 步骤4 根据运动方向和距离从所述操作装置(7)输出相应的信号。
15.用于控制外科手术灯具(1)功能的方法，包括以下步骤步骤1 通过所述操作装置(7)，识别物体插入到传感器(23，24)区域中； 步骤2 通过所述操作装置(7)，识别所述物体通过相对于所述初始识别的位置的运动而安置的方向；步骤3 根据运动方向(6)从所述操作装置(7)输出相应的信号； 步骤4 只要所述操作装置(7)的评估单元05)检测到存在物体，通过所述操作装置 (7)执行功能。
全文摘要
一种外科手术灯具(1)，包括灯体(2)、聚焦装置(5)以及操作装置(7)，其中，至少一个光束(11)从所述灯体射出。所述操作装置(7)适于通过操作者的预定动作序列以非接触方式进行操作并且其适于所述操作装置(7)的操作控制所述聚焦装置(5)。
文档编号A61B19/00GK102537796SQ20111033466
公开日2012年7月4日 申请日期2011年9月28日 优先权日2010年9月28日
发明者K·蒂森, M·弗伦策尔, M·施密德, R·玛尔卡 申请人:通快医疗系统两合公司