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Hintergrund
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Operationsraumbeleuchtung, einen
Operationstisch und die zugehörige
Techniken sowie, insbesondere, eine Operationsleuchtensteuerung
mit mehreren Benutzerschnittstellen, einer zentral angeordneten
graphisch gestalteten Regeleinrichtung für die verschiedenen Funktionen,
einer fortschrittlichen Kameraerkennung und Signalweiterleitung
und einem Rückkopplungsregelkreis
der Lichtintensität.
Anwendung findet sie insbesondere als allumfassendes Leuchtensteuerung
für einen
medizinischen Operationssaal und wird daher auch mit besonderem
Blick hierauf beschrieben. Es ist jedoch zu beachten, dass die vorliegende
Erfindung gleichfalls in anderen Anwendungen zur Regelung vielfältiger Aufgaben
eingesetzt werden kann, also nicht auf den vorerwähnten Einsatz
im Operationssaal beschränkt
ist.
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In
einem Operationssaal werden üblicherweise
zum Ausleuchten der Operationsfläche
große, hell
leuchtende Lichtköpfe
eingesetzt. Oftmals sind Videokameras an den Lichtköpfen befestigt,
mit denen die Operation dokumentiert und dem Operateur geholfen
wird, eine optimalere Sicht zu erzielen. Bei einigen Systeme hat
das Personal im Operationssaal keine Möglichkeiten zur Justierung
der Kamera. Ohne die Kamera und Operationsleuchte physisch zu bewegen,
ist bei solchen Systemen bei der Kamera nur eine einzige Ausrichtung
und Zoomfaktor möglich.
Bei anderen Systemen hat zwar das Personal im Operationssaal die
Möglichkeit,
eine Steuerung der Kamera und Operationsleuchte durchzuführen, aber nicht
der Chirurg selbst. Der Chirurg muss dann im Bedarfsfall einen nicht
keimfreien Springer des OP-Personals auffordern, die Beleuchtungs-
und Kamerasteuerung zu bedienen.
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Bestehende
Systeme sind nicht imstande, die den Beleuchtungskörpern in
dem Lichtkopf zugeführte
Leistung zu überwachen.
Das Resultat sind Lichtintensitätsschwankungen
durch Abweichungen bei den Beleuchtungskörpern selbst, durch Spannungsschwankungen
und Änderungen
der Leitungswiderstände.
Abweichungen der Lampenspannung kann, zum einen, die Lichtintensität verringern
mit möglichen
negativen Auswirkungen auf den Ablauf der Operation oder, zum anderen,
die Lichtintensität vergrößern, dadurch
aber die Lebensdauer der Lampen verringern.
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Auch
haben die meisten der bestehenden Systeme keine zentrale Regeleinrichtung.
So muss der Springer des OP-Personals zuerst an der einen Steuertafel
die Regelung der Lichtestärke
durchführen,
sodann an einer weiteren die Kamera ausrichten, usw. Dies führt zu Verwechslungen
beim Betrieb der Systeme und, durch die zusätzlichen Plätze der Benutzerschnittstellen,
zu einem Durcheinander im Operationssaal.
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In
Systemen mit einer zentralisierten Regeleinrichtung sind Austausch
und Verbesserung der Hardware schwierig, da die Software der Regeleinrichtung
oftmals nicht soweit angepasst werden kann, dass es die neuen Geräte erkennt
und betreiben kann. Ein Operationsleuchten- und Video-Steuerungsystem
wäre wünschenswert,
deren Software so gestaltet ist, dass sie mittels einfacher Softwareparameter
oder Softwareeinstellungen eingestellt werden kann, mit neuen Geräten zu arbeiten.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein neues und verbessertes Verfahren
und Gerät
zur Überwindung
der oben angeführten
Probleme, wodurch eine bessere, umfassendere Regelung der Beleuchtungs- und
Videosysteme für
einen chirurgischen Operationssaal ermöglicht werden.
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Kurzbeschreibung
der Erfindung
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Die
bevorzugten Ausführungen
der vorliegenden Erfindung stellen eine Plug-and-Play Regelungsschnittstelle
dar, die dem Benutzer an einer Leitstelle Zugriff auf mehrere Geräte und auch
dem Chirurgen innerhalb des keimfreien Bereichs die Regelung mehrerer
Geräte
ermöglicht,
und die insgesamt die Regelung des Systems vereinfacht und intuitiver
gestaltet.
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Die
vorliegende Erfindung verbessert den Benutzerzugang zu dem System
durch eine graphisch gestaltete LCD Anzeige (LCD – Flüssigkeitskristallanzeige),
mit der mehrere Geräte,
beispielsweise Deckenbeleuchtung, Raumbeleuchtung, Kameras, anderes
Operationssaalzubehör,
gesteuert werden kann. Eine stark verbesserte, beim Chirurgen angeordnete
Steuerung erlaubt dem Chirurg, die Beleuchtung und andere Dinge
durch einfache Sprachbefehle zu verändern. Eine Fußpedal-Schnittstelle und
eine Infrarot-Fernbedienungsschnittstelle erlauben dem Chirurgen,
die Ausrichtung und den Zoomfaktor der Kameras direkt zu steuern.
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Die
bevorzugte Ausführung
der vorliegenden Erfindung ist Plug-and-Play kompatibel, so dass
die Geräte,
beispielsweise Kameras, ganze Lichtköpfe, Arbeitsleuchten und anderes
chirurgisches Zubehör, in
das System ein- und ausgesteckt werden können, ohne dass die Systemsoftware
oder das Steuerungsprotokoll aktualisiert zu werden brauchen. Dies
betrifft beispielsweise Vorgänge,
bei denen zusätzliche Lichtköpfe oder
andere Geräte
dem System zugeschaltet oder aber Geräte durch verbesserte Ausführungen
ersetzt werden.
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Eine
wandmontierte Steuereinheit des betreffenden Systems ist mit einer
graphischen LCD-Anzeige ausgerüstet,
durch die dem Benutzer an zentraler Stelle eine Ein- und Ausgabe
aller Steuerschritte ermöglicht
wird. Die wandmontierte Steuereinheit enthält auch die Eingangs- und Ausgangsanschlüsse für die verschiedenen
Systemoptionen, beispielsweise Videoaufnahmegerät, Sprachsteuerung, fiberoptische
Arbeitsleuchte und Fußsteuerung
der Kamera. Die LCD-Schnittstelle
stellt die übergeordnete
Benutzersteuerung dar für
die Videokamera, die fiberoptische Arbeitsleuchte, die Raumbeleuchtung und
die vielen Lichtköpfe.
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Alle
mittelgroßen
und großen
Lichtköpfe
sind vorzugsweise für
den Einbau einer Kamera vorbereitet. Wahlweise kann dann ein Kameramodul
in jedes dieser Lichtköpfe
montiert werden. Das Steuerungssystem ist so eingerichtet, dass
es automatisch den Lichtkopf, der die Kamera enthält, entdeckt
und das Kamerasignal dann durch eine als Plug-and-Play aufgebaute
elektronische Schaltung an die wandmontierte Steuereinheit weiterleitet.
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Des
weiteren sind Instandhaltungsfunktionen in das System eingeaut,
die es dem Instandhaltungspersonal erlauben, gesamte Lichtköpfe zu demontieren
und durch neue Lichtköpfe
zu ersetzen. Das Steuerungssystem erkennt einen neuen Lichtkopf
und sorgt bei Bedarf für
ein Herunterladen der kompatiblen Software zu dem Lichtkopf (Plug-and-Play).
Dies verringert die Ausfallzeit bei Reparaturen. Jeder Lichtkopf
enthält
einen Mikroprozessor, der imstande ist, Steuerungssignale an die wandmontierte
Steuereinheit zu senden und von dort ausgehende Signale zu empfangen
sowie imstande ist, auf die Schalter am Griff der Lichtkopfabdeckung zu
reagieren.
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Der
Mikroprozessor sorgt auch für
eine rückgekoppelte,
exakte Regelung der Lampenleistung. Der Prozessor misst dabei die
Lampenspannung und den Lampenstrom und bestimmt daraus den Arbeitszyklus
eines Impulsbreitenmodulations-Schaltkreises. Dies ist eine sehr
effektive Methode zum Erzeugen eines gleichmäßigen Lichts, da Änderungen
aller möglicher
Ursachen kompensiert werden können.
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Die
fortschrittliche Steuerung ermöglicht, dass
alle Lichtköpfe
des Systems am jeweiligen Schalter eines beliebigen Lichtkopfes
des Systems an- und ausgeschaltet werden können. Das Drücken und
Gedrückthalten
der '–' (weniger Intensität) Taste am
Griff der Lichtkopfabdeckung über
eine bestimmte Dauer, vorzugsweise vier (4) Sekunden, schaltet alle
Lichtköpfe
aus und, vorzugsweise gleichzeitig, die Raumbeleuchtung an. Das
Drücken
und Gedrückthalten
der '+' (mehr Intensität) Taste über eine bestimmte
Dauer, vorzugsweise zwei (2) Sekunden, schaltet alle Lichtköpfe ein
und, vorzugsweise gleichzeitig, die Raumbeleuchtung aus.
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Mit
der wandmontierten Steuereinheit steht dem Springer des OP-Personals
eine sowohl zeitsparende als auch einfache, zentrale Benutzerschnittstelle
zur Verfügung.
Durch die fortschrittlichen Steuerungstasten am Griff der Lichtkopfabdeckung kann
auch der Chirurg selber die Steuerung der Lichtköpfe übernehmen. Dies erspart Zeit
für das
gesamte Einsatzpersonal.
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Das
Steuerungssystem besitzt mehrere Redundanzebenen, um dadurch die
Möglichkeit
eines Ausfalls der Beleuchtungssteuerung während eine chirurgischen Eingriffs
zu minimieren. Jeder der beiden Stromerzeuger in der Steuereinheit
erzeugt genügend
Leistung, um den Betrieb des Mikroprozessors aufrecht zu halten.
Sollten aber der Mikroprozessor oder die Schalttasten der wandmontierten Steuereinheit
ausfallen, können
EIN/AUS und Leuchtstärke
weiterhin von den in jedem Lichtkopf vorhandenen Mikroprozessoren
und Schalttasten geregelt werden.
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Die
Funktionen der Videokameras, zumindest Betrieb, Ausschnittvergrößerung (Zoom),
Ausrichtung, Helligkeit und Scharfstellung, können über die Benutzerschnittstelle
gesteuert werden. Auch weitergehendere Eigenschaften, beispielsweise Weißabgleich,
Bildstillstand, Zeit- und
Datumsanzeige, können über die
Benutzerschnittstelle gesteuert werden. Das Kameramodul ist so gestaltet,
dass es an jedem mittelgroßen
oder großen
Lichtkopf montiert werden kann. Die Steuereinheit des betreffenden Beleuchtungssystems
erkennt automatisch, dass das Kameramodul vorhanden ist und leitet
daraufhin das/die Videosignale) zu der wandmontierten Steuerungseinheit.
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In
dem Operationsleuchtensystem gemäß der vorliegenden
Erfindung stehen vielfältige
Steuerungsmöglichkeiten
zur Verfügung.
Eine grafische, vorzugsweise als LCD Anzeige aufgebaute Benutzerschnittstelle
erlaubt, alle Komponenten des Systems von einer zentralen Stelle
aus zu steuern. Eine EIN/AUS-Steuerung aller Lichtköpfe des
Systems ist bei Einhaltung der Sterilitätsbedingungen mit der Lichtintensitäts-Steuerungstaste
am Griff der Lichtkopfabdeckung möglich. Auch weitergehende Kamerafunktionen,
beispielsweise Weißabgleich,
Bildstillstand, Zeit- und
Datumsanzeige sind steuerbar. Die Steuereinheit erkennt automatisch,
dass das Kameramodul vorhanden ist und leitet daraufhin das Videosignal
zu der wandmontierten Steuerungseinheit. Eine Rückkopplungssteuerung sorgt über die
Zeit und bei verschiedenen Aufbauten für eine konstant bleibende Lampenleistung.
Den Einsatz eines neuen Lichtkopfes wird von der wandmontierten
Steuereinheit erkannt und von ihr sodann automatisch die entsprechende
Software hochgeladen, um die nötige Kompatibilität des Lichtkopfs
im System zu erreichen..
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Die
obige Liste ist keineswegs als erschöpfende Darstellung der Steuerungsmöglichkeiten
des Operationsleuchtensystems gemäß der vorliegenden Erfindung
anzusehen.
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Kurzbeschreibung
der Abbildungen
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Die
vorliegende Erfindung kann nach verschiedenen Methoden, mit verschiedenen
Bestandteilen und Anordnungen der Bestandteile ausgeführt werden;
die bevorzugte Ausführung
wird hierin im Detail an Hand der folgende Abbildungen dargestellt:
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1 ist
eine perspektivische Darstellung eines Operationsleuchtensystems
gemäß der vorliegenden
Erfindung und zeigt einen ersten, an der primären Tragspindel befestigten
Gruppe von Operationsleuchten und einen zweiten an der sekundären Tragspindel
befestigten Gruppe von Operationsleuchten sowie eine Regeleinrichtung
des Systems;
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2 zeigt das Blockdiagramm der Komponenten
der betreffenden Beleuchtungsregeleinrichtung;
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3 zeigt
das Blockdiagramm der funktionellen Teile des Elektronikbauteils
des betreffenden Operationsleuchtensystems;
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4 zeigt
das Blockdiagramm der funktionellen Teile der Elektronikkarte zur
Lampenregelung des betreffenden Operationsleuchtensystems;
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5 zeigt
das Flussdiagramm zur Funktion der von dem betreffenden Steuerungssystem
ausgeführten
automatischen Komponentenerkennung;
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6 zeigt die Bildschirmansicht der Benutzerführung der
Beleuchtungsregeleinrichtung des betreffenden Operationsleuchtensystems;
und
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7 zeigt
die Bildschirmansicht eines Untermenüs der Benutzerführung der
Beleuchtungsregeleinrichtung des betreffenden Operationsleuchtensystems.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführung
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Unter
Bezugnahme auf die Abbildungen, die lediglich dem Zweck dienen sollen,
die bevorzugte Ausführung
der vorliegenden Erfindung darzustellen aber keineswegs diese abzugrenzen,
zeigt 1 ein Operationsleuchtensystem 10 mit
einer ersten Gruppe von Beleuchtungskörpern 12, die mittels
der primäre
Spindelaufhängung 16 von
der Decke 14 eines Operationssaals herunterhängt und
einer zweiten Gruppe von Beleuchtungskörpern 18, die mittels der
sekundären
Spindelaufhängung 20 von
der Decke 14 herunterhängt.
Eine Beleuchtungsregeleinrichtung 30 besteht aus einer
Hauptsteuereinheit 32 zur Steuerung der ersten Gruppe von
Beleuchtungskörpern 12 und
aus einer zweiten Steuereinheit 34 zur Steuerung der zweiten
Gruppe von Beleuchtungskörpern 18.
Eine Anzahl von Kommunikations- und Versorgungsleitungen 36 verbindet
die Beleuchtungssteuereinheit 30 mit der ersten und zweiten Gruppe
von Beleuchtungskörpern 12, 18,
damit diese in einer unten noch genauer zu beschreibenden Weise
gesteuert werden können.
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Die
an der primären
Spindelaufhängung 16 angebrachte
erste Gruppe von Beleuchtungskörpern 12 umfasst
drei (3) Deckenlichtköpfe 40–44,
eine chirurgische Arbeitsleuchte 46 und eine Raumbeleuchtung 48 für den Operationssaal.
Jede der chirurgischen Lichtköpfe 40–44 ist
an einem entsprechenden Tragarm 40'–44' angebracht. Gleichfalls
hängt die chirurgische
Arbeitsleuchte an einem Tragarm 46'. Jeder der Tragarme 40'–46' enthalten die
entsprechenden, unten näher
zu beschreibenden Strom- und Kommunikationskabel und ermöglichen
eine Bewegung der Lichtköpfe 40–44 und
der chirurgischen Arbeitsleuchte 46 in jede für den jeweiligen
chirurgischen Eingriff erforderliche Position. Jeder Lichtkopf besitzt
einen, vorzugsweise direkt neben dem Griff des jeweiligen Geräts angebrachten
Satz von Hand zu betätigender
Tasten 124 zur Steuerung der Lichtintensität. Die Raumbeleuchtung 48 ist
an einem relativ zur primären
Spindelaufhängung 16 festen Stelle
montiert. Ein einzelner Lichtkopf 50 ist zusätzlich zusammen
mit einer Raumbeleuchtung 52 an einem geeigneten Tragarm 50' an der sekundären Spindelaufhängung 20 angebracht.
Obwohl an der ersten Gruppe 12 mehrere Beleuchtungskörper montiert
sind und an der zweiten Gruppe 18 nur eine einzige, können selbstverständlich je
nach Bedarf mehr oder auch weniger Beleuchtungskörper eingesetzt werden. Ebenfalls
können
eine größere oder
kleinere Anzahl von Tragspindeln 16, 20 eingesetzt
werden.
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Unter
Bezugnahme of 2, wird das betreffende
Operationsleuchtensystem 10 funktionsorientiertes Blockdiagramm
dargestellt. Selbstverständlich
ist das System so unterteilt, dass ein hoher Grad an Redundanz erreicht
und somit ein Gesamtausfall oder Beleuchtungsausfall durch einen
Ausfall einer einzelnen Komponente verhindert wird. Aus demselben
Grund besitzt jeder Lichtkopf seine eigene Wechsel- und Gleichstromversorgung
und kann auch auf eine 24 V Notstrombatterie umgeschaltet werden. Jeder
der chirurgischen Lichtköpfe
enthält
seinen eigenen elektronischen Prozessor mit eigener, im jeweiligen
Lichtkopf ausführbaren
Firmensoftware.
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Die
Lichtköpfe 40–44 und 50 enthalten
die jeweiligen Elektronikkarten 60–66 zum Ausführen der Programme
entsprechend eines festgelegten Algorithmus. Jeder der Lichtköpfe des
betreffenden Systems sind so eingestellt, dass er mit der Beleuchtungsregeleinrichtung 30 kommuniziert,
mit der die verschiedenen Lichtfunktionen gesteuert werden und durch
die die Plug-and-Play
Fähigkeit
bereitgestellt wird. Die Kommunikations- und Versorgungsleitungen 36 enthalten
separate Lichtkopfversorgungskabel 70–76, durch die die
einzelnen Lichtköpfe
mit Spannung von der Beleuchtungsregeleinrichtung 30 versorgt
werden. Zusätzlich
enthalten die Kommunikations- und Versorgungsleitungen 36 ein
Kommunikationsleitungspaar 80, 82, durch das die
Befehls- und Zustandsdaten zwischen den Leuchtkörpern 12, 18 und
der Beleuchtungsregeleinrichtung 30 transportiert werden.
Dazu enthält
die Hauptsteuereinheit 32 eine elektronische Prozessorkarte 90,
durch die die besonderen Signale erzeugt werden, die mittels der
Kommunikationskabel 80, 82 zwischen der Regeleinrichtung
und den Lichtköpfen 40–44, 50 und der
Arbeitsleuchte 46 hin und her übertragen werden.
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Weiterhin
unter Bezugnahme auf 2 ist festzustellen,
dass die Ausführung
des betreffenden Operationsleuchtensystems 10 eine Videokamera 100 enthält. Die
Videokamera 100 ist, wie dargestellt, auf dem großen Lichtkopf 44 montiert.
Die von der Kamera 100 abgehenden Videosignale werden durch
den Tragarm 44' des
großen
Lichtkopfes 44 hindurch zu der gemeinsamen, aufhängungsbezogenen
Elektronikkarte 104 und weiter zu dem Videomodul 106 auf
der Prozessorkarte 90 der Hauptsteuereinheit 32 übertragen.
Das Videomodul 32 ist so aufgebaut, dass es sowohl ein
C-Videosignal 108 (zusammengesetztes Videosignal) als auch
ein S-Videosignal 110 (separiertes Videosignal) erzeugt.
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In 3 und 4 sind
die funktionalen Komponenten des dem großen Lichtkopf 44 zugeordneten
Elektronikmoduls 64 in Form eines Blockdiagramms dargestellt. 3 zeigt,
dass das Elektronikmodul 64 eine Lampensteuerungskarte 120,
ein Kameramodul 122, einen Satz von Hand zu betätigender
Lichtintensitätstasten 124,
eine optische, vorzugsweise LED (Lichtemissionsdiode) Ausgangsanzeige 126,
einen den primären 130 und
sekundären Lampenkörper 132 aufnehmenden
Wechselmechanismus 128 und ein Lampenwechsel-Solenoid 134, das
beim Ausfall des primären
Lampenkörpers 130 einen
Lampenwechsel durchführt.
Jede dieser Komponenten steht betrieblich mit der Lampensteuerungskarte 120 in
direkter Verbindung. Die betriebliche Kommunikation mit der Beleuchtungsregeleinrichtung 30 (1 und 2) erfolgt über die Kommunikations- und
Versorgungsleitungen 36, die auch eine differentielle Videosignalleitung 140,
eine auf den seriellen Ausgang bezogene Lampenleitung 142 und eine
Stromversorgungsleitung 144 umfassen. Die differentielle
Videosignalleitung 140 transportiert die Videosignale von
dem Kameramodul 122 an die Beleuchtungsregeleinrichtung 30.
Die auf den seriellen Ausgang bezogene Lampenleitungen 142 funktionieren
in beiden Richtungen und transportieren sowohl Befehle als auch
Daten zwischen dem Elektronikmodul 64 und der Beleuchtungsregeleinrichtung 30 hin und
her. Die Stromversorgungsleitungen 144 versorgen den Lichtkopf
mit elektrischer Leistung.
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Die
Lampenleistung wird über
eine Rückkopplungsregelung
gesteuert. Dazu misst der Lampenintensitätsregler 152 den durch
die Lampe 130 fließenden
Strom und die an der Lampenfassung anliegende Spannung. Der Regler 152 erzeugt
daraus ein Lampenrückkopplungssignal 154,
das an den Mikroprozessor 150 übertragen wird, der daraus
den Arbeitszyklus für
einen Impulsbreitenmodulations-Schaltkreis 156 bestimmt.
Auf diese Weise wird eine gleichmäßige Beleuchtung erreicht.
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4 zeigt
weitere Einzelheiten der Lampensteuerungskarte 120 des
Elektronikmoduls 64. Wie darin dargestellt steht der Mikroprozessor 150 in betrieblicher
Verbindung mit jedem der oben beschriebenen Komponenten. Der Mikroprozessor 150 ist
so eingerichtet, dass er mit der Beleuchtungsregeleinrichtung gemäß dem in
einem Speicherbereich des Mikroprozessors abgespeicherten Programmcode
kommuniziert. Insbesondere führt
der Mikroprozessor 150 einen bestimmten Programmcode aus, der
die Plug-and-Play Funktion des betreffenden Operationsleuchtensystems
ermöglicht.
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Das
Steuerungssystem besteht aus mehreren Redundanzebenen, um dadurch
die Möglichkeit eines
Ausfalls der Beleuchtungssteuerung während eine chirurgischen Eingriffs
zu minimieren. Jeder der beiden Stromerzeuger in der zentralen Steuereinheit erzeugt
genügend
Leistung, um den Betrieb des Mikroprozessors aufrecht zu halten.
Sollten aber der Mikroprozessor oder die Schalttasten der wandmontierten
Steuereinheit ausfallen, können
EIN/AUS und Leuchtstärke
weiterhin von den in jedem Lichtkopf vorhandenen Mikroprozessoren
und Schalttasten geregelt werden.
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5 ist
eine Darstellung des Flussdiagramms der automatischen Erkennungssequenz,
die von der Steuereinheit der bevorzugten Ausführung ausgeführt wird.
Sobald bei S10 Spannung eingeschaltet wird, werden von der Beleuchtungsregeleinrichtung 30 jeder
der Mikroprozessoren 150 und jeder der Lichtköpfe bei
S12 bezüglich
der Softwareversion, bei S16 bezüglich
der Anzahl der Lichtköpfe im
System, deren Größe und Bauart
sowie jedweder Daten, die nach dem Einschalten der Spannung zur Verfügung stehen,
abgefragt. Einer dieser festzustellenden Dinge wird dem Mikroprozessor 150 auf
der Lampensteuerungskarte 120 beim Anschalten über die
Kamera-Erkennungssignalleitung 136 (3) zugespielt.
Wenn in dem Elektronikmodul 64 ein Kameramodul 122 installiert
ist, wird die Kamera-Erkennungssignalleitung 136 geerdet.
Ist ein Kameramodul nicht vorhanden, bleibt die Kamera-Erkennungssignalleitung 136 ungeerdet
und stellt damit einen logisch hohen Wert dar.
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Der
Programmcode in dem Mikroprozessor 150 stellt den Status
des Vorhandenseins eines Kameramoduls 122 innerhalb des
Elektronikmoduls 64 im Lichtkopf 44 fest. Auch
andere Daten werden von dem Mikroprozessor 150 an die Beleuchtungsregeleinrichtung 30 weitergeleitet.
Hierzu gehören
auch Daten bezüglich
der von dem Mikroprozessor 150 benutzten Softwareversion.
Das betreffenden Operationsleuchtensystem 10 benutzt diese
Information, um bei vorhandener neuerer Softwareversionen den neuen
ausführbaren
Code bei S14 auf den Mikroprozessor herunter zu laden. Hierzu wird
die neue Software bei S14 von der Beleuchtungsregeleinrichtung 30 über die
Kommunikations- und Stromleitungen 36 zu den verschiedenen
Elektronikmoduln 60–66 herunter
geladen.
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Nach
der bei S16 erfolgten Feststellung der installierten Komponenten,
wählt der
Prozessor aus einer Gruppe von Algorithmen diejenige aus, die die Steuerungsfunktion
ausführen
kann. Wird eine Videokamera erkannt, wird bei S18 ein Kamera-Steuerungsalgorithmus
ausgewählt,
und bei den Schritten S20 und S22 werden der Arbeitsleuchten-Steuerungsalgorithmus,
bzw. der Raumbeleuchtungs-Steuerungsalgorithmus ausgewählt, wenn
diese Geräte
als vorhanden festgestellt worden sind. Mit Hinblick auf die chirurgischen
Lichtköpfe
werden von dem System, wie oben erwähnt, verschiedene Größen unterstützt und,
vorzugsweise, jeder gemäß eines
besonderen, auf ihn abgestimmten Algorithmus gesteuert. Dazu wird
beim Schritt S24 der jeweilige Typ des Lichtkopfes bestimmt und
sodann bei S26 ein Steuerungsalgorithmus für einen kleinen Lichtkopf,
bei S28 ein Steuerungsalgorithmus für einen mittleren Lichtkopf
und bei S30 ein Steuerungsalgorithmus für einen großen Lichtkopf ausgewählt, je nachdem
welcher Typ beim Schritt S24 festgestellt wurde.
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6 zeigt die Benutzeranzeige 160 der Hauptsteuereinheit 32 der
Beleuchtungsregeleinrichtung 30 des betreffenden Operationsleuchtensystems 10.
Vorzugsweise umfasst die Hauptsteuereinheit einen monochromen LCD
Bildschirm mit Hintergrundbeleuchtung und eine Gruppe von Membran-Berührungstasten 162.
Die Berührungstasten 162 dienen
der Von-Hand-Eingabe
zur Steuerung des betreffenden Operationsleuchtensystems. Es gibt
eine EIN-Drucktaste 164 und
eine AUS-Drucktaste 166 zusammen mit einer Gruppe anderer
Steuertasten 168, die neben der Anzeigefläche 170 angeordnet
sind und auf die, durch entsprechende Programmierung der Anzeigefläche, auf
der Anzeigefläche
hingewiesen wird. Die Anzeigefläche 170 enthält also
im Wesentlichen an den Benutzer gerichtete visuelle Information
bezüglich
der Funktion der daneben angeordneten Drucktasten 168.
Die visuelle Information wird von der Software im Prozessor erzeugt,
die dazu benutzt werden kann, die Funktion der physikalischen Tasten
bei Bedarf neu zu definieren.
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Wie
in 6 dargestellt, enthält die Anzeigefläche 170 einen „Lichtkopf-Auswahl"-Bereich, einen „Lichtintensität"-Bereich, einen „Raumbeleuchtung
EIN/AUS"-Bereich,
einen „Kamera"-Bereich und einen „System"-Bereich. Ein Aufwärtspfeil 172 und ein
Abwärtspfeil 174 dienen
neben anderen Eingabetasten dazu, einen Lichtkopf aus der Gruppe
auszuwählen.
Werden entweder die Aufwärts-
oder der Abwärtspfeiltasten 172, 174 betätigt, erscheint
auf der Benutzeranzeige 160 ein Pfeil 176, mit
dessen Hilfe eine der drei wählbaren
Felder 178 ausgewählt
werden kann. Zusätzlich
gibt es einen Lichtintensitätverringerungspfeil 180 und
einen Lichtintensitäterhöhungspfeil 182,
mit dessen Hilfe der Benutzer an der Beleuchtungsregeleinrichtung 30 die
Intensität
des betreffenden durch die Position des Pfeils 176 ausgewählten Lichtkopfes
steuern kann. In 6 ist dargestellt,
daß durch
den Pfeil 176 der Lichtkopf Nummer 3 ausgewählt und
die Lichtintensität
auf Stufe 3 eingestellt worden ist.
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Bei
den Berührungstasten 162 gibt
es auch eine Raumbeleuchtungstaste 190 zusammen mit einer
entsprechenden Raumbeleuchtungs-Ikone im Anzeigenbereich, so dass
der Benutzter die Raumbeleuchtung 48 nach Bedarf ein- oder
ausschalten kann. Auch gibt es unterhalb einer im Anzeigenbereich 170 angeordneten
Kamera-Ikone eine Kamera-Schalttaste 192, mit der die Kamera
ein- oder ausgeschaltet werden kann. Und letztlich gibt es noch eine
System-Abfragetaste 194, die es dem Benutzer ermöglicht,
Zustandsdaten des chirurgischen Beleuchtungssystems abzufragen.
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Ein
Lichtkopf wird mittels der unter dem LICHTKOPF AUSWAHL Anzeigenfeld
angeordneten AUF/AB Tasten 172, 174 ausgewählt und
die Lichtintensität
mit den unter dem INTENSITÄT
Anzeigenfeld angeordneten LINKS/RECHTS Tasten 180, 182 eingestellt.
Sieben (7) vordefinierte Leistungspegel sind im unlöschbare
Festspeicher des jeweiligen Lichtkopfes einprogrammiert, die den
sieben Lichtintensitätspegeln
entsprechen. Die Leistungspegelspezifikationen für die verschieden starken Lampentypen
sind in einer Leistungspegeldatei im jeweiligen Lichtkopf abgespeichert.
Die in 6 dargestellten Intensitätsanzeigen 200–208 bestehen
aus einer Lichtkopfnummer 210 mit einer anschließenden siebenteiligen
Balkensegmentanzeige 212. Bei ausgeschaltetem Lichtkopf
werden keine Segmente angezeigt. Bei einer maximalen Lichtintensität des Lichtkopfes
werden sieben Segmente angezeigt. Entsprechend der Darstellung in 6, ist Lichtkopf 1 auf voller Leistung,
Lichtkopf 2 ausgeschaltet, Lichtkopf 3 auf niedriger Leistung und
Lichtkopf 4 etwas heller als Lichtkopf 3. Wenn der Benutzer die
Lichtintensität erhöht, werden
von links nach rechts immer weitere Segmente angezeigt, wobei die
davor liegenden Segmente weiterhin angezeigt bleiben.
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Werden
zwei oder mehr Lichtköpfe
im System erkannt, dann erscheint das 6 dargestellte ALLE
LICHTKÖPFE
Anzeigenfeld 214 auf dem Anzeigenschirm, Wird nun das ALLE
LICHTKÖPFE
Anzeigenfeld mittels der unter dem LICHTKOPF AUSWAHL Anzeigenfeld
angeordneten AUF/AB Tasten 172, 174 ausgewählt, dann
unterliegt die Regelung aller Lichtköpfe einer vordefinierten Reihenfolge. Wird
das ALLE LICHTKÖPFE
Anzeigenfeld angewählt
und der rechtsgerichtete Pfeil 182 für höhere Intensität gedrückt, dann
werden alle Lichtköpfe
sofort auf den nächst
höheren
Intensitätspegel
hoch gesteuert. Umgekehrt, wenn der linksgerichtete Pfeil 180 für geringere
Intensität
gedrückt
wird, werden alte Lichtköpfe
sofort auf den nächst
niedrigeren Intensitätspegel
herab gesteuert.
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Die
primären
oder sekundären
Lampen eines Lichtkopfes werden durch „A" oder „B" gekennzeichnet, wobei „A" als die primäre Lampe
verstanden wird. In dem System der oben dargestellten bevorzugten
Ausführung
werden die Lampen kontinuierlich überwacht und zwar unabhängig davon,
ob sie ein- oder ausgeschaltet sind. Fehlt eine Lampe oder ist sie
ausgebrannt, erscheint eine Lampenfehleranzeige 220 auf
dem Anzeigenschirm und blinkt an und aus mit einer vordefinierten
Frequenz, vorzugsweise alle zwei Sekunden bei einem Tastverhältnis von fünfzig Prozent.
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Weiterhin
unter Bezug auf die Abbildungen, ist das System auch imstande, das
Vorhandensein einer oben beschriebenen handgeführten Arbeitsleuchte automatisch
zu erkennen. Dafür
ist eine Arbeitsleuchtenanzeige 218 zusammen mit einer
Lampenlebensdaueranzeige 230 vorgesehen. Die Intensitätsanzeige
besteht aus sieben Segmenten 212 in Form eines Balkendiagramms,
und zwar in gleicher Weise wie die für die Lichtköpfe vorhandene
Intensitätsanzeige.
Wenn der Benutzer die Lichtintensität erhöht, werden von links nach rechts
immer weitere Segmente angezeigt, wobei die davor liegenden Segmente
weiterhin angezeigt bleiben.
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Die
zusätzlich
für die
Arbeitleuchte eingerichtete Lebensdaueranzeige 230 zeigt
dem Benutzter die noch verbleibende Lebensdauer der Lampe in der
handgeführten
Arbeitsleuchte an. Die entsprechende Balkenanzeige 232 bewegt
sich, wie in 6 dargestellt, mit geringer
werdender Lichtintensität
nach rechts. Die Balkenlänge
ist vorzugsweise so kalibriert, dass der linken Kante 0 Stunden
und der rechten Kante 500 Stunden zugeordnet sind. Sobald die Balkenanzeige
einer Lebensdauer der Lampe von 400 Stunden entspricht, beginnt
der Balken mit einer vordefinierten Frequenz zu blinken, vorzugsweise
alle zwei Sekunden bei einem Tastverhältnis von fünfzig Prozent. Nach 500 Stunden
erscheint eine blinkende graphische Darstellung einer durchgestrichenen
Lampe, um die Aufmerksamkeit des Benutzers auf diesen Tatestand
zu lenken. Bei 500 Stunden erfolgt auch ein Eintrag in das Fehlerprotokoll,
aus dem dann hervorgeht, dass die Zahl der Betriebsstunden der handgeführten Arbeitsleuchte
eine vordefinierte Betriebsgrenze überschritten hat.
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Zusätzlich gibt
es in der Anzeige noch eine Batterie-Ikone, mit der die noch verbleibende
Betriebsdauer der Notstrombatterie angezeigt wird.
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7 zeigt
ein Untermenü 250,
das dann im betreffenden Steuerungssystem dargestellt wird, wenn
die unter der Kamera-Ikone angeordnete Taste 234 (6) betätigt wird.
Wie dargestellt, werden die Funktionsauswahltasten 172, 174 eingesetzt,
um mittels des Pfeils 176 die verschiedenen Steuerungsoptionen
der Kamera anzuwählen,
wie Betrieb 252, Ausschnittsvergrößerung (Zoom) 254,
Ausrichtung 256, Helligkeitseinstellung 258, Scharfstellung 260.