ХИРУРГИЧЕСКИЙ СВЕТИЛЬНИК, УСТОЙЧИВЫЙ К ПЕРВОМУ ВЫХОДУ ИЗ СТРОЯ
FIRST-FAILURE-SAFE SURGICAL LIGHT

Настоящее изобретение относится к хирургическому светильнику для освещения операционной области, содержащему корпус, в котором размещены по меньшей мере первый осветительный блок и второй осветительный блок, а также содержащему первую линию питания, электрически соединенную с первым осветительным блоком для подачи электрического тока из первого источника напряжения по меньшей мере в один источник света первого осветительного блока.
В уровне техники уже известны хирургические светильники данного типа. Например, в известном Заявителю документе, опубликованном под номером ЕР 2708802 A1 и первоначально поданном в Европейское патентное ведомство в качестве европейской патентной заявки ЕР 12184617, описан хирургический светильник, содержащий корпус. В корпусе светильника установлен по меньшей мере один осветительный модуль, предназначенный для освещения операционной области. На корпусе светильника также размещен удлинитель, который имеет установочную область, предназначенную для его крепления на стене или колесах, причем по меньшей мере в одном месте хирургического светильника, сбоку на корпусе светильника, если смотреть со стороны установочной области, размещен по меньшей мере один аккумулятор.
Однако известный хирургический светильник имеет следующий недостаток: при некоторых обстоятельствах он может выходить из строя. Особенно опасным может быть полный выход из строя светильника в случае, когда во время хирургической операции пропадает сетевое напряжение, а аккумулятор быстро разряжается. Такая ситуация может серьезно угрожать человеку, подвергаемого лечению под хирургическим светильником.
Таким образом, задача настоящего изобретения состоит в создании более отказоустойчивых хирургических светильников, которые особенно устойчивы к первому отказу.
В данном случае под первым отказом может пониматься обрыв первой линии питания внутри хирургического светильника или за его пределами, поломка соединительного элемента, задающего изгиб линии питания, выход из строя предохранителя, источника света, дефект изоляции, дефект электронных компонентов хирургического светильника или отсоединение соединительной линии от хирургического светильника.
Задача настоящего изобретения решена благодаря тому, что второй осветительный блок корпуса светильника содержит по меньшей мере один дополнительный источник света и соединен со второй линией питания, которая отделена от первой линии питания и посредством которой обеспечена возможность электрического соединения второго источника напряжения со вторым осветительным блоком.
Каждый осветительный блок может быть соединен посредством второй линии питания с отдельным источником энергии, который имеется в большинстве больниц. В процессе эксплуатации хирургического светильника на один из его блоков всегда поступает питание, даже если какой-то из этих двух блоков вышел из строя. Таким образом, значительно улучшается отказоустойчивость всего хирургического светильника, и даже в том случае, когда источник напряжения, соединенный с первой линией питания, выходит из строя надолго, бесперебойная работа хирургического светильника гарантирована. Поскольку две линии питания, подающие энергию питания на соответствующий осветительный блок, отделены друг от друга или выполнены независимыми друг от друга, хирургический светильник продолжает работать даже в случае выхода из строя одной из линий питания. Таким образом, обеспечено значительное уменьшение риска совершения ошибки при лечении больного, находящегося под хирургическим светильником.
В зависимых пунктах формулы изобретения охарактеризованы дополнительные предпочтительные конфигурации, которые подробно описаны ниже.
В дополнительном варианте реализации корпус светильника предпочтительно соединен с системой удерживающих рычагов, выполненных с возможностью поступательного перемещения и/или поворотного перемещения, причем система удерживающих рычагов предпочтительно имеет область для крепления к потолку и/или стенке, а внутри этой системы проведены первая линия питания и/или вторая линия питания. Таким образом, обеспечена возможность удобного встраивания обеих линий питания в хирургический светильник.
Кроме того, система удерживающих рычагов предпочтительно содержит несколько удерживающих частей, которые предпочтительно расположены под углом друг к другу и выполнены с возможностью перемещения по отношению друг к другу, причем по меньшей мере первая удерживающая часть выполнена с возможностью поворота по отношению к второй удерживающей части с помощью шарнирного соединения.
В данном случае целесообразным является вариант, в котором первая линия питания содержит электропроводящий соединительный элемент, расположенный в области шарнирного соединения, и/или вторая линии питания содержит электропроводящий соединительный элемент, расположенный в области шарнирного соединения. Соединительный элемент предпочтительно представляет собой шарнирный соединитель или образован по меньшей мере из одного контактного кольца, что обуславливает проведение каждой линии питания в системе удерживающих рычагов таким образом, что они устойчивы к перекручиванию. В результате дополнительно улучшено проведение двух линий питания в системе удерживающих рычагов, а также в хирургическом светильнике.
Кроме того, целесообразным является вариант, в котором первая линия питания выполнена трехполюсной (т.е. первая линия питания содержит три жилы или три проводника (положительная жила, отрицательная жила и земля). Кроме того, вторая линия питания предпочтительно выполнена трехполюсной (содержит три жилы или три проводника (положительная жила, отрицательная жила и земля). Таким образом, обеспечена особенно эффективная подача энергии питания.
В случае, когда первая область электронной схемы управления, содержащая процессор, электрически соединена с первой линией питания (а предпочтительно соединена еще и со второй линией питания), можно дополнительно управлять непосредственно первым осветительным блоком, соединенным с первой линией питания.
В данном случае также целесообразным является вариант, в котором вторая область электронной схемы управления, содержащая процессор, электрически соединена со второй линией питания (а предпочтительно еще и с первой линией питания), что в предпочтительном варианте также обеспечивает возможность управления непосредственно вторым осветительным блоком, соединенным со второй линией питания.
Кроме того, первая область электронной схемы управления и вторая область электронной схемы управления предпочтительно расположены на общей печатной плате. Благодаря этому две этих области электронной схемы управления занимают значительно меньше места. В альтернативном варианте первая и вторая области электронной схемы управления может быть каждая выполнена на отдельной печатной плате, однако в данном случае отдельные области электронной схемы управления могут находиться на расстоянии друг от друга, что дополнительно улучшает отказоустойчивость.
Кроме того первая область электронной схемы управления и вторая область электронной схемы управления предпочтительно встроены в корпус светильника. Таким образом, хирургический светильник может быть выполнен еще более компактным.
В случае, когда процессор из первой области электронной схемы управления и/или процессор из второй области электронной схемы управления электрически соединены по меньшей мере с одним источником света первого осветительного блока и/или по меньшей мере с одним источником света второго осветительного блока, указанный процессор может управлять непосредственно источником света или источниками света соответствующего осветительного блока, например их включением и выключением.
В данном случае процессор первой области электронной схемы управления предпочтительно представляет собой ведомый процессор или ведущий процессор и/или процессор второй области электронной схемы управления представляет собой ведомый процессор или ведущий процессор. В таком случае управление дополнительно улучшается. В случае, когда процессор первой области электронной схемы управления представляет собой, например, ведущий процессор, процессор второй области электронной схемы управления предпочтительно выполняют в качестве ведомого процессора. В более предпочтительном случае, когда процессор первой области электронной схемы управления представляет собой ведомый процессор, процессор второй области электронной схемы управления представляет собой ведущий процессор.
Также целесообразным является вариант, в котором первая линия питания (предпочтительно содержащая вывод) предназначена для соединения с первым источником напряжения, таким как источник сетевого напряжения, вырабатывающий напряжение переменного или постоянного тока от 100 до 250 вольт, источник аварийного питания или источник безопасного сверхнизкого напряжения (SELV), вырабатывающий напряжение переменного или постоянного тока от 12 до 60 вольт. В дальнейшем хирургический светильник может быть соединен с общими линиями питания, уже существующими в операционных комнатах или встроенными в них, и защищен от короткого замыкания. Таким образом, в частности, обеспечено дополнительное упрощение конструкции, что приводит, прежде всего, к снижению производственных затрат.
В данном случае вторая линия питания предпочтительно предназначена для соединения со вторым источником напряжения, таким как, например, источник
сетевого напряжения, генерирующий напряжение переменного или постоянного тока от 100 до 250 вольт, источник аварийного питания или источник безопасного сверхнизкого напряжения (SELV), генерирующий напряжение переменного или постоянного тока от 12 до 60 вольт. Таким образом, вторая линия питания также может быть соединена с электрическими сетями, уже существующими в операционной комнате.
Кроме того, можно соединить две линии питания с первым и вторым источниками напряжения посредством общего переключателя. Такой переключатель может быть соединен, например, с хирургическим светильником посредством вывода каждой линии питания и обеспечивает возможность быстрого переключения в случае выхода из строя одного источника напряжения. Таким образом, обеспечено дополнительное улучшение отказоустойчивости.
Кроме того, с первой линией питания и/или со второй линией питания предпочтительно соединен по меньшей мере один аккумулятор, предпочтительно размещаемый в корпусе светильника. Это обеспечивает дополнительную отказоустойчивость. Например, когда обе линии питания соединены с одним и тем же аккумулятором или, что особенно предпочтительно, каждая из двух линий питания соединена с отдельным аккумулятором.
В таком случае указанный по меньшей мере один аккумулятор или оба аккумулятора могут быть предпочтительно размещены в корпусе светильника для обеспечения компактной конструкции хирургического светильника.
Ниже настоящее изобретение подробно показано с помощью чертежей в нескольких вариантах реализации.
На фиг. 1 схематически показан хирургический светильник согласно настоящему изобретению в соответствии с предпочтительным (первым) вариантом реализации, причем на чертеже в особенности показаны конфигурация и соединения двух линий питания, находящихся внутри хирургического светильника.
Чертеж по существу представляет собой структурную схему и служит исключительно для пояснения сущности настоящего изобретения. Идентичные элементы обозначены одними и теми же ссылочными номерами.
На фиг. 1 показан хирургический светильник 1 согласно настоящему изобретению в соответствии с первым вариантом реализации. Светильник 1 показан в виде структурной схемы, причем на чертеже видны, в частности, внутренние схемы и провода. Хирургический светильник 1 служит для освещения операционной области (которая для наглядности подробно не показана на чертеже), т.е. области, в которой
лечат больного и/или проводят хирургическую операцию. Хирургический светильник 1 содержит корпус 4, содержащий первый осветительный блок 2 и второй осветительный блок 3. Оба осветительных блока 2 и 3 размещены и закреплены внутри корпуса 4 светильника. Кроме того, хирургический светильник 1 содержит первую линию 5 питания, которая электрически соединена с первым осветительным блоком 2 и которая служит для подачи электрического тока из первого источника напряжения, который для наглядности подробно не показан на чертеже, по меньшей мере на один источник 6а, 6b света первого осветительного блока 2. Второй осветительный блок 3 корпуса 4 светильника также содержит по меньшей мере один дополнительный источник 7а, 7b света, а именно несколько источников 7а, 7b света, и электрически соединен со второй линией 8 питания, отделенной от первой линии 5 питания. Вторая линия 8 питания образует электрическое соединение второго источника напряжения, который для наглядности подробно не показан на чертеже, со вторым блоком 3 светильника.
Кроме того, первая линия 5 питания предназначена для ее соединения с первым источником напряжения. Первый источник напряжения предпочтительно выполнен в виде источника сетевого напряжения, вырабатывающего напряжение переменного или постоянного тока от 100 до 250 вольт, предпочтительно в виде источника аварийного питания, а более предпочтительно в виде источника безопасного сверхнизкого напряжения, вырабатывающего напряжение переменного или постоянного тока от 12 до 60 вольт. Первый источник напряжения может быть соединен с первой линией 5 питания хирургического светильника 1 посредством по меньшей мере первой линии 9 питания, подключенной к сети общего пользования. В свою очередь вторая линия 8 питания предназначена для соединения по меньшей мере со второй линией 10 питания, подключенной к сети общего пользования, соединенной со вторым источником напряжения, который отделен от первого источника напряжения. В предпочтительном варианте второй источник напряжения также выполнен в виде источника сетевого напряжения, вырабатывающего напряжение переменного или постоянного тока от 100 до 250 вольт, предпочтительно в виде источника аварийного питания, а более предпочтительно в виде источника безопасного сверхнизкого напряжения, вырабатывающего напряжение переменного или постоянного тока от 12 до 60 вольт. Первая и вторая линии 9, 10 питания, подключенные к сети общего пользования, представляют собой линии питания, которые уже имеются в существующей больничной системе. Таким образом, в больнице и в соответствующей операционной комнате, в которой следует установить хирургический светильник 1, для предоставления доступа к двум источникам тока/напряжения, работающим независимо
друг от друга на случай отказа любого из этих двух источников, уже имеются две независимые линии 9 и 10 питания, подключенные к сети общего пользования.
Как видно из нижеизложенного, с первой линией 9 питания, подключенной к сети общего пользования, объединен и соединен посредством проводной связи источник 11 питания с переключением режимов. Источник 11 также может быть выполнен в виде преобразователя.
В качестве альтернативы или при необходимости первая линия 9 питания и вторая линия 10 питания, подключенные к сети общего пользования, электрически соединены с хирургическим светильником 1 (при работе хирургического светильника 1) и подключены к нему с помощью переключателя 12, который выполнен с возможностью его встраивания в хирургический светильник 1, однако в данном варианте реализации этот переключатель представляет собой часть оборудования операционной комнаты. Переключатель 12 выполнен таким образом, что при эксплуатации соответствующий активный источник напряжения (первый или второй источник напряжения) электрически соединен с обеими линиями 5 и 8 питания. Первая линия 5 питания и вторая линия 8 питания соединены с переключателем 12 с помощью клемм, которые подробно не показаны на чертеже для наглядности.
В случае поломки/выхода из строя первого источника напряжения переключатель 12 автоматически переключается с первой линии 9 питания, подключенной к сети общего пользования, на вторую линию 10 питания, подключенную к сети общего пользования, что обеспечивает продолжение подачи энергии питания (электрической энергией) в первую линию 5 питания и вторую линию 8 питания.
В показанном варианте реализации хирургический светильник 1 представляет собой потолочный светильник, корпус 4 которого соединен посредством удерживающей системы 13 рычагов с потолком 14 операционной комнаты. Потолок 14, показанный на фиг. 1, схематически изображен в виде продольной балки. Удерживающая система 13 рычагов содержит удерживающие части 15, 16, 17, которые выполнены с возможностью вращения/поворота и сдвига/смещения по отношению друг к другу.
Первая удерживающая часть 15 удерживающей системы 13 выполнена с возможностью прикрепления или прикреплена непосредственно к потолку 14 посредством крепежа, такого как винты, которые подробно не показаны на чертеже. Первая удерживающая часть 15 в целом проходит/ориентирована своей продольной стороной (видно на фиг. 1) в вертикальном направлении и соединена с третьей
удерживающей частью 17 посредством второй удерживающей части 16. Первая удерживающая часть 15 соединена со второй удерживающей частью 16 с помощью первого шарнирного соединения 18, что вызывает поворотное перемещение второй удерживающей части 16, которая на фиг. 1 проходит в целом в горизонтальном направлении или ориентирована своей продольной стороной в горизонтальном направлении, относительно первой удерживающей части 15, проходящей на фиг. 1 в вертикальном направлении. Третья удерживающая часть 17, которая соединена со второй удерживающей частью 16 посредством второго шарнирного соединения 19, выполнена с возможностью поворотного перемещения относительно второй удерживающей части 16. В данном варианте реализации третья удерживающая часть 17 жестко соединена непосредственно с корпусом 4 светильника, однако можно также обеспечить наличие дополнительных удерживающих частей в виде рычагов с конфигурацией, определенной удерживающими частями 15-17, и разместить эти дополнительные удерживающие части между третьей удерживающей частью 17 и корпусом 4 светильника.
Три удерживающих части 15, 16 и 17 предназначены для проведения первой и второй линий 5 и 8 питания. Для этой цели удерживающие части 15, 16 и 17 содержат полость, проходящую по центру в продольном направлении. В этой полости размещена и проведена каждая из двух линий 5 и 8 питания. Первая линия 5 питания и вторая линия 8 питания отклонены и разделены в области соответствующего шарнирного соединения 18, 19 соединительными элементами, которые выполнены в виде поворотных соединителей и не показаны на чертежах.
Первая линия 5 питания изогнута с помощью первого поворотного соединительного блока, в который встроен первый поворотный соединитель. Первая часть линии 5, которая примыкает к первому поворотному соединителю на стороне, обращенной в сторону от корпуса 4 светильника, электрически соединена посредством первого поворотного соединителя со второй частью линии 5, примыкающей к первому поворотному соединителю в направлении второго поворотного соединения 19. Таким образом, первую и вторую части линии можно повернуть относительно друг друга.
Второй поворотный соединитель первого поворотного соединительного блока 20 предназначен для отклонения второй линии 8 питания. Первая часть второй линии 8 питания соединена со вторым поворотным соединителем на стороне, обращенной в сторону от корпуса 4, а вторая часть второй линии 8 питания соединена со вторым шарнирным соединением 19 в направлении него. Таким образом, первая и вторая части второй линии 8 питания могут быть повернуты относительно друг друга. Блок 20
размещен внутри шарнирного соединения 18, что придает конструкции особую компактность.
Как и в предыдущем случае, во втором шарнирном соединении 19 размещен второй поворотный соединительный блок 21, который выполнен таким же, как и первый поворотный соединительный блок 20, и который, как и в предыдущем случае, отклоняет две части (вторую часть линии и третью часть линии) каждой из первой и второй линий 5 и 8 питания с возможностью поворота относительно друг друга.
В качестве альтернативы поворотным соединителям поворотных соединительных блоков 20, 21, образующих соединительный элемент, поворотные соединительные блоки 20, 21 также можно выполнить в виде контактных колец. В этом случае два соответствующих контактных кольца выполнены с возможностью поворота относительно друг друга и размещены в качестве электрического соединительного элемента соответствующей первой линии 5 питания или второй линии 8 питания.
Каждая из линий 5 и 8 питания выполнена трехполюсной и содержит положительный кабель, отрицательный кабель и кабель заземления.
Три удерживающих части 15-17 выполнены не только с возможностью поворота относительно друг друга, но также с возможностью поступательного смещения относительно друг друга, причем соответствующие линии 5 и 8 питания расположены в пределах удерживающих частей 15-17 с одновременным образованием петель (для наглядности не показаны на чертеже), так что линии 5 и 8 питания выполнены с возможностью удлинения и сокращения/изменения в длине.
Кроме того, как ясно видно из фиг. 1, обе линии 5 и 8 питания электрически соединены с электронной схемой 22 управления, а именно с печатной платой. Схема 22 содержит первый процессор 23а, находящийся в первой области 24 электронной схемы управления, и второй процессор 23b, находящийся во второй области 25 электронной схемы управления. В качестве альтернативы конфигурации из двух областей 24 и 25 электронной схемы управления на печатной плате также можно разместить соответствующие области 24 и 25 электронной схемы управления на отдельных электронных схемах управления или на отдельных печатных платах.
Первый процессор 23а первой области 24 электронной схемы управления представляет собой ведомый процессор. Возможен также вариант, в котором второй процессор 23b второй области 25 электронной схемы управления является ведомым, а первый процессор 23а является ведущим. Второй процессор 23b соответственно является ведущим, однако в случае, в котором первый процессор 23а первой области 24
электронной схемы управления является ведущим, второй процессор 23b может быть ведомым.
Первая линия 5 питания электрически соединена с первым процессором 23а. Вторая линия 8 питания электрически соединена со вторым процессором 23b. В варианте реализации, показанном на фиг. 1, первая линия 5 питания дополнительно имеет резервное соединение со вторым процессором 23b. Кроме того, вторая линия 8 питания имеет резервное соединение с первым процессором 23а. Это обеспечивает возможность резервного питания двух процессоров 23а и 23b, и даже в случае выхода из строя линии питания возможна работа обоих процессоров. Первый процессор 23а первой области 24 электронной схемы управления электрически соединен с несколькими источниками света, а именно с двумя источниками 6а и 6b света, как обозначено сплошными соединительными линиями 26. Каждый из источников 6а, 6b предпочтительно представляет собой светодиодную лампу. Однако каждый из источников света может быть также выполнен в виде матрицы светодиодов. Кроме того, с первым процессором 23а могут быть соединены не только два первых источника 6а и 6b, но и существенно большее количество источников.
Второй процессор 23b электрически соединен с первым источником 7а света и вторым источником 7b света второго осветительного блока 3 посредством соединительных линий 26 (показаны сплошной линией) и, соответственно, подает электрическую энергию на источники 7а, 7b. Источники 7а и 7b также выполнены в виде светодиодов или матрицы светодиодов, причем второй осветительный блок 3 предпочтительно содержит более чем два источника 7а и 7b.
В альтернативном варианте, как показано на чертеже соединительными линиями 27, обозначенными пунктирными линиями, первый источник 6а и второй источник 6b первого осветительного блока 2 могут одновременно иметь, помимо соединения с первым процессором 23а, резервное соединение со вторым процессором 23b. Кроме того, как аналогичным образом показано на чертеже соединительными линиями 27, обозначенными пунктирными линиями, в этом альтернативном варианте два источника 7а и 7b второго осветительного блока 3 также имеют электрическое соединение со вторым процессором 23b и резервное электрическое соединение с первым процессором 23а.
Соответствующие источники 6а, 6b и 7а, 7b жестко размещены в корпусе 4 светильника, установлены в ней или закреплены в ней. Первый осветительный блок 2 содержит источники 6а и 6b света, соединительные линии 26 (в альтернативной конфигурации соединительные линии 26 и 27, обозначенные пунктирными линиями), а
также первую область 24 электронной схемы управления, содержащую первый процессор 23а. В свою очередь второй осветительный блок 3 содержит источники 7а и 7b, две соединительные линии 26 (в альтернативной конфигурации соединительные линии 26 и 27, обозначенные пунктирными линиями), а также вторую область 25 электронной схемы управления, содержащую второй процессор 23b.
Также в корпусе 4 светильника имеются дополнительные аккумуляторы 28а и 28b, служащие в качестве резервного источника питания. Первый аккумулятор 28а имеет электрическое соединение с первой линией 5 питания и запитывается и заряжается, при необходимости, от электроэнергии, подаваемой первым или вторым источником напряжения в первую линию 5 питания. В случае выхода из строя обоих источников напряжения первый аккумулятор 28а в дальнейшем выполняет функцию элемента питания для приведения в действие первого процессора 23 а и/или второго процессора 23b для сохранения работоспособности источников 6а, 6b и/или источников 7а, 7b. Кроме того, имеется второй аккумулятор 28b, который в свою очередь имеет электрическое соединение со второй линией 8 питания. При необходимости, второй аккумулятор 28b запитывается и заряжается от электроэнергии, подаваемой первым или вторым источником напряжения во вторую линию 8 питания. В редких случаях, в которых могут выйти из строя оба источника напряжения, функцию блока питания может выполнять второй аккумулятор 28b и подавать ток на первый процессор 23а и второй процессор 23b для сохранения работоспособности одновременно источников 6а, 6b и/или источников 7а, 7b. Таким образом, для резервного питания двух процессоров 23а и 23b имеется единая система аккумуляторов. Однако в качестве альтернативы конфигурации из двух аккумуляторов 28а и 28b, также можно запитывать две линии 5 и 8 питания только от одного общего аккумулятора, который в таком случае должен быть электрически соединен с обеими линиями 5 и 8 питания.
Два аккумулятора 28а и 28b размещены в корпусе 4 светильника, а также закреплены в ней или встроены в нее.