РУКОЯТКА ДЛЯ ХИРУРГИЧЕСКОГО СВЕТИЛЬНИКА С ГОЛОСОВЫМ УПРАВЛЕНИЕМ И ХИРУРГИЧЕСКИЙ СВЕТИЛЬНИК
HANDLE FOR SURGICAL LAMP WITH VOICE CONTROL AND SURGICAL LAMP

Настоящее изобретение относится к рукоятке для хирургического светильника, содержащей элемент рукоятки (также называемый ручкой или захватом), предназначенный для прикрепления к плафону хирургического светильника и образующий поверхность рукоятки на внешней стороне. Кроме того, настоящее изобретение относится к хирургическому светильнику, содержащему рукоятку.
Из уровня техники известно, что в хирургическом светильнике могут быть размещены управляющие устройства. Кроме того, к управляющим устройствам могут быть присоединены средства голосового управления, что упрощает управление хирургическим светильником с использованием ввода данных голосом.
Однако было обнаружено, что управляющие устройства часто имеют недостаток, заключающийся в относительно сложной конструкции, что удорожает их производство. Кроме того, наряду со средствами голосового управления в основном используют микрофоны, например в форме головной гарнитуры, которую относительно сложно держать в руках и сложно закреплять на себе оперирующему хирургу, носящему стерильную одежду, и которая даже может помешать оперирующему хирургу проводить операцию.
Таким образом, задача настоящего изобретения заключается в преодолении этих недостатков уровня техники и обеспечении хирургического светильника средствами голосового управления, позволяющими с одной стороны удешевить производство хирургического светильника, а с другой стороны свести к минимуму помехи, препятствующие работе оперирующего хирурга.
В настоящем изобретении поставленная задача решена благодаря наличию рукоятки и модуля голосового управления, содержащего по меньшей мере один датчик звука и присоединенного к элементу рукоятки с возможностью отсоединения.
Конструкция такого модуля голосового управления позволяет оперирующему хирургу во время операции свободно управлять хирургическим светильником и различными средствами, присоединенными к хирургическому светильнику, например съемочной камерой, бесконтактным способом путем использования простых голосовых команд и/или голосового ввода данных. Кроме того, расположение модуля голосового управления в рукоятке автоматически обеспечивает нахождение оперирующего хирурга во время операции в пределах радиуса действия датчика звука, поскольку оперирующий хирург обычно стоит в непосредственной близости от хирургического светильника. Это дополнительно обеспечивает то, что голосовые данные, вводимые оперирующим хирургом, также могут быть правильно распознаны модулем голосового управления с относительно высокой степенью достоверности. Кроме того, модульная конструкция позволяет конечному пользователю, намеревающемуся сменить хирургический светильник, который первоначально не снабжен модулем голосового управления, на хирургический светильник, содержащий модуль голосового управления, просто заменить имеющуюся рукоятку рукояткой согласно настоящему изобретению. Таким образом, отсутствует необходимость в приобретении совершенно нового хирургического светильника, что еще более улучшает диапазон возможного применения рукоятки. Поскольку известные рукоятки обычно выполнены съемными в целях их снятия для стерилизации, это существенно уменьшает затраты на переоборудование хирургического светильника.
Другие предпочтительные варианты реализации раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения и подробно описаны ниже.
Модуль голосового управления предпочтительно содержит корпус, в котором размещен, установлен или закреплен по меньшей мере один датчик звука. В качестве датчика звука может быть использован микрофон. Таким образом, сформирована предпочтительная надежная конструкция модуля голосового управления, а датчик звука в значительной степени защищен от окружающей среды.
Кроме того, модуль голосового управления предпочтительно содержит несколько датчиков звука, предпочтительно ориентированных в различных направлениях пространства. Это позволяет улучшать чувствительность к голосовому вводу данных.
В данном случае корпус предпочтительно содержит или образует дискообразную полую часть, внутри которой установлен или закреплен указанный по меньшей мере один датчик, звука. Таким образом, модуль голосового управления имеет особенно компактную конструкцию, и для него необходимо минимум места.
В случае выполнения корпуса звукопроницаемым, т.е. с возможностью прохождения через него звукового сигнала, который необходимо зарегистрировать по меньшей мере одним датчиком расстояния в области указанного по меньшей мере одного датчика звука, указанный датчик звука предпочтительно размещают в корпусе с обеспечением его защиты от окружающей среды.
Кроме того, полезно, если модуль голосового управления содержит принимающую часть рукоятки, присоединенную к элементу рукоятки с возможностью отсоединения. Это упрощает замену ставшего нестерильным элемента рукоятки новым или стерильным элементом рукоятки благодаря отсутствию необходимости в снятии модуля голосового управления.
В этом случае принимающая часть рукоятки предпочтительно образует принимающий штифт, на который по меньшей мере в одном рабочем состоянии рукоятки надета, то есть посажена с натягом, втулка элемента рукоятки, имеющая поверхность рукоятки. Таким образом, элемент рукоятки весьма жестко прикреплен к модулю голосового управления.
В этом варианте по меньшей мере в одном рабочем состоянии элемент рукоятки предпочтительно присоединен к модулю голосового управления путем посадки с натягом таким образом, что он может быть заменен особенно быстро.
Кроме того, модуль голосового управления предпочтительно содержит вычислительный блок (также называемый блоком обработки данных), электрически присоединенный к указанному по меньшей мере одному датчику звука и генерирующий управляющие сигналы для управления хирургическим светильником в зависимости от результатов измерения, полученных этим датчиком. В частности, это помогает реализовать прямое электрическое подключение и/или питание датчика звука. При работе хирургическим светильником можно управлять в зависимости от управляющих сигналов, например напрямую с обеспечением гашения или выключения элементов ламп или отдельных ламп хирургического светильника.
Кроме того, вычислительный блок модуля голосового управления при работе предпочтительно соединен с центральным блоком управления хирургического светильника, так что управление отдельными лампами хирургического светильника или их включение может быть осуществлено в индивидуальном порядке. Кроме того, с использованием модуля голосового управления могут быть реализованы многочисленные дополнительные функции, например для изменения установленной высоты или наклона хирургического светильника могут быть выработаны управляющие сигналы. Это позволяет избежать прямого контакта оперирующего хирурга с хирургическим светильником при работе.
Кроме того, модуль голосового управления (предпочтительно вычислительный блок) предпочтительно подключен (имеет электрическое соединение, соединение посредством кабеля или беспроводное соединение) к устройству для регистрации изображений. В частности, это упрощает управление устройством для регистрации изображений. Кроме того, устройство для регистрации изображений предпочтительно встроено в рукоятку (предпочтительно в отдельный модуль или модуль голосового управления). Таким образом, это позволяет существенно экономить место.
Кроме того, модуль голосового управления предпочтительно содержит по меньшей мере один датчик расстояния, выполненный с возможностью обнаружения положения объекта. Помимо управления путем голосового ввода данных, это позволяет осуществлять одновременную регулировку яркости с использованием датчиков расстояния.
Кроме того, если указанный по меньшей мере один датчик расстояния представляет собой инфракрасный датчик, модуль голосового управления может быть оборудован надежными измерительными датчиками, позволяющими снизить стоимость производства рукоятки.
В этом случае также целесообразно подключить указанный по меньшей мере один датчик расстояния к вычислительному блоку с использованием электронных средств. Это помогает дополнительно упростить конструкцию модуля голосового управления.
Кроме того, настоящее изобретение содержит хирургический светильник, содержащий рукоятку согласно по меньшей мере одному из вышеописанных вариантов реализации, которая по меньшей мере частично присоединена к плафону хирургического светильника с возможностью отсоединения, что существенно упрощает возможность стерилизации рукоятки.
Кроме того, модуль голосового управления предпочтительно прикреплен к плафону с возможностью открепления. В этом случае модуль голосового управления, при необходимости, может быть быстро извлечен из хирургического светильника после его установки в нем. Таким образом, хирургический светильник может быть оборудован в наиболее индивидуальном порядке.
В случае, в котором вычислительный блок модуля голосового управления имеет проводное соединение, соединение посредством кабеля или электрическое соединение с центральным блоком управления хирургического светильника, управляющие сигналы могут быть переданы от модуля голосового управления непосредственно на хирургический светильник, что позволяет хирургическому светильнику напрямую настраивать свои отдельные лампы в индивидуальном порядке (в особенности их яркость или интенсивность освещения). Таким образом, хирургическим светильником управляют напрямую в максимально допустимой степени.
Также полезно, если вычислительный блок модуля голосового управления соединен с центральным блоком управления хирургического светильника с использованием линии беспроводной передачи данных (предпочтительно линии беспроводной передачи данных типа «Bluetooth»). Это существенно упрощает конструкцию.
Таким образом, в настоящем изобретении предложена рукоятка для хирургического светильника, имеющая речевое управление без необходимости в физическом взаимодействии с ней. Таким образом, оперирующему хирургу не нужно вступать в физическое взаимодействие с хирургическим светильником, что позволяет избежать риска нарушения стерильности при работе. Преимущество размещения средств голосового управления (модуля голосового управления) или его частей в центральной ручке или рукоятке состоит в том, что для этой функции это является идеальным местом расположения, поскольку пользователь в этом случае находится на максимально близком расстоянии для ввода команды. Оперирующий хирург практически постоянно стоит точно под хирургическим светильником и, следовательно, находится на расстоянии всего нескольких сантиметров или максимум 0,5 м от центральной ручки или рукоятки.
Известные системы голосового управления часто являются дорогостоящими, что в результате и обуславливает высокую стоимость их жесткого закрепления в плафоне. В соответствии с настоящим изобретением средства голосового управления или их части содержатся в центральной рукоятке хирургического светильника. Эту рукоятку легко заменить. Таким образом, хирургический светильник может быть легко и быстро оборудован средствами голосового управления. В первом варианте имеются различные ручки, одна из которых содержит средства голосового управления, а другая не содержит средств голосового управления, при этом в дальнейшем эти ручки можно легко поменять местами. Во втором варианте средства голосового управления установлены между ручкой и плафоном в форме промежуточного кольца. В случае установки голосового модуля или модуля голосового модуля в центральной ручке или центральной рукоятке или на ней в центральной ручке также могут быть установлены микрофон или датчик звука и громкоговоритель голосового модуля. Возможен также вариант, при котором средства голосового управления или модуль голосового управления имеют связь непосредственно с устанавливаемой камерой устройства для регистрации изображений без прохождения через электронные средства хирургического светильника (то есть центральный блок управления). Кроме того, камера может иметь функцию видеозаписи, например на карту памяти, находящуюся непосредственно внутри ручки. Запись предпочтительно запускают или останавливают с использованием средств голосового управления. Кроме того, средства голосового управления могут обеспечивать возможность записи голосовых заметок непосредственно на встроенную карту памяти.
Кроме того, средства голосового управления могут соответствовать гарнитуре, которая также может быть использована для телефонных звонков. Голосовой модуль устанавливает связь с любым мобильным телефоном или сотовым телефоном (оперирующего хирурга) (например, с использованием линии беспроводной связи типа «Bluetooth»). Это позволяет пользователю использовать свои контакты, а также совершать телефонный звонок и одновременно или периодически управлять хирургическим светильником с использованием средств голосового управления.
В этом контексте целесообразно использовать блок вывода звука, такой как громкоговоритель. Благодаря использованию громкоговорителя можно воспроизводить обычную музыку. Громкоговоритель может быть предпочтительно размещен непосредственно за протираемой мембраной.
В качестве дополнения или альтернативы управление хирургическим светильником может быть использовано для передачи сообщений, совершения телефонных звонков, управления видеокамерами и/или фотокамерами и, соответственно, для воспроизведения музыки.
Ниже настоящее изобретение подробно описано со ссылкой на чертежи, с помощью которых также описаны различные варианты реализации настоящего изобретения.
На фиг. 1 показан изометрический вид рукоятки согласно первому варианту реализации настоящего изобретения, на котором элемент рукоятки плотно присоединен к модулю голосового управления.
На фиг. 2 показан изометрический вид рукоятки по фиг. 1, иллюстрирующий только модуль голосового управления, при этом элемент рукоятки снят с принимающего штифта модуля голосового управления, а корпус для электронных средств, вмещающий датчик звука, расположен за наружной стенкой корпуса модуля голосового управления, показанной полупрозрачной.
На фиг. 3 показан изометрический вид части модуля голосового управления, представленного на фиг. 2, иллюстрирующий внутреннюю часть корпуса, в котором размещена печатная плата, на которой установлен датчик звука.
На фиг. 4 схематически показан вид сбоку рукоятки по фиг. 1, иллюстрирующий компоновку модуля голосового управления и элемента рукоятки.
На фиг. 5 показан вид сбоку хирургического светильника согласно первому предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения, при этом рукоятка, схематически показанная на фиг. 4, прикреплена к плафону хирургического светильника.
На фиг. 6 показан вид снизу хирургического светильника по фиг. 5, иллюстрирующий различные ламповые секторы в хирургическом светильнике, причем несколько отдельных ламп, освещающих область раны во время эксплуатации светильника, особенно хорошо видны.
На фиг. 7 схематически показан вид сбоку хирургического светильника, содержащего две разных рукоятки в снятом состоянии, при этом правая рукоятка из двух показанных рукояток представляет собой рукоятку согласно настоящему изобретению, показанную на фиг. 1 и 4, левая рукоятка из указанных двух рукояток представляет собой известную рукоятку, и обе рукоятки выполнены с возможностью их прикрепления к плафону хирургического светильника.
На фиг. 8 показан известный хирургический светильник, содержащий рукоятку без модуля голосового управления согласно настоящему изобретению.
На фиг. 9 схематически показан вид сбоку хирургического светильника по фиг. 5 и 6 согласно настоящему изобретению, иллюстрирующий активную область датчика расстояния модуля голосового управления, создаваемую при работе светильника, при этом в активной области датчика расстояния находится объект, а именно голова человека.
На фиг. 10 схематически показан вид сбоку модуля голосового управления, предназначенного для рукоятки согласно предпочтительному дополнительному варианту реализации, при этом модуль голосового управления имеет кольцевую форму и не содержит принимающий штифт.
На фиг. 11 схематически показан вид снизу хирургического светильника согласно настоящему изобретению, иллюстрирующий, как и на фиг. 9, перемещение круглого объекта, указанное стрелкой, в пределах радиуса действия модуля голосового управления и, соответственно, его датчиков расстояния под пучки световых лучей отдельных ламповых секторов, после чего происходит автоматическое гашение отдельных ламп ламповых секторов, показанных темным цветом, вследствие обнаружения положения объекта по меньшей мере одним датчиком расстояния с помощью вычислительного блока.
На фиг. 12 показан вид снизу хирургического светильника по фиг. 11, иллюстрирующий дальнейшее перемещение по направлению к центру или центральной рукоятке и выключение дополнительных отдельных ламп ламповых секторов по сравнению с фиг. 11.
На фиг. 13 показан вид снизу хирургического светильника по фиг. 11 и 12, иллюстрирующий в сравнении с фиг. 12 дальнейшее перемещение объекта по направлению к центру, то есть к рукоятке, с последующим гашением или выключением еще большего количества отдельных ламп хирургического светильника.
На фиг. 14 схематически показан вид сбоку хирургического светильника согласно настоящему изобретению, содержащего рукоятку согласно другому предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения, в котором устройство для регистрации изображений встроено в рукоятку.
На фиг. 15 показана внутренняя сторона, то есть сторона, обращенная к внутренней стороне полой части печатной платы модуля голосового управления, показанного на фиг. 3.
На фиг. 16 подробно показан изометрический вид печатной платы, показанной на фиг. 15, в области двух соседних датчиков расстояния, при этом хорошо видны индикаторные лампы.
На фиг. 17 подробно показан изометрический вид печатной платы рукоятки согласно другому предпочтительному варианту реализации, иллюстрирующий модуль распознавания речи.
На фиг. 18 показан изометрический вид рукоятки согласно еще одному предпочтительному варианту реализации, в которую вставлена печатная плата, показанная на фиг. 17.
На фиг. 19 показан изометрический вид рукоятки согласно еще одному предпочтительному варианту реализации, в которую встроено устройство для регистрации изображений.
На фиг. 20 показан изометрический вид рукоятки представленной на фиг. 19, в которой корпус модуля голосового управления уже не показан прозрачным.
Чертежи выполнены в схематической форме и предназначены исключительно для пояснения сущности настоящего изобретения. Схожие элементы снабжены одинаковыми ссылочными номерами. Кроме того, признаки различных вариантов реализации можно комбинировать без каких-либо ограничений.
На фиг. 1 показана рукоятка 1 в соответствии с первым предпочтительным вариантом реализации настоящего изобретения. Рукоятка 1 выполнена с возможностью установки на хирургическом светильнике 10,, подробно описанном ниже со ссылкой на фиг. 5-9 и 11-13, и/или для временного прикрепления к нему. Таким образом, настоящее изобретение относится не только к самой рукоятке 1, но и к хирургическому светильнику 10, содержащему такую рукоятку 1.
Рукоятка 1 содержит элемент 3 рукоятки, выполненный с возможностью прикрепления к плафону 2 хирургического светильника 10, при этом элемент 3 рукоятки также называется ручкой в целях простоты. Соответственно, элементу 3 рукоятки приданы такие размеры, что в рабочем состоянии рукоятки 1, в котором она плотно присоединена к плафону 2 хирургического светильника 10, человек, например оперирующий хирург, может захватить его рукой для перемещения хирургического светильника в необходимое положение. Хирургический светильник 10, подробно описанный ниже со ссылкой, например, на фиг. 5 и 6, содержит несущую конструкцию (не описана в данном документе для упрощения изложения), которая присоединена к плафону 2 и с помощью которой плафон 2 может быть установлен без каких-либо ограничений. Кроме того, несущая конструкция содержит привод с электрическим управлением (подробно не описан в данном документе для упрощения изложения), который электрически соединен с центральным блоком управления хирургического светильника.
С внешней стороны 4 элемента 3 рукоятки образована поверхность 5 рукоятки, которой оперирующий хирург касается во время операции для изменения положения хирургического светильника 10. Сам элемент 3 рукоятки содержит полую втулку 13 в форме стержня, проходящую в продольном направлении. Поверхность 5 рукоятки образована непосредственно на внешней периферийной стороне или внешней оболочке рукоятки. Элемент 3 рукоятки выполнен со своей внешней стороны 4 таким образом, что он имеет максимально гладкую поверхность или поверхность 5 рукоятки, которую можно легко стерилизовать. Другими словами, шероховатость поверхности 5 рукоятки подбирают таким образом, чтобы она упрощала чистку с последующей стерилизацией и предотвращала улавливание частиц грязи.
Втулка 13 содержит крышку 16, защищающую и/или закрывающую внутреннюю часть втулки 13 от окружающий среды с торцевой стороны, при работе обращенной в сторону от плафона 2. Таким образом, крышка 16 образует первую осевую торцевую область втулки 13 элемента 3 рукоятки. Втулка 13 соединена своей второй торцевой областью, противоположной первой торцевой стороне, с дискообразным расширением 17. Расширение 17 и втулка 13 выполнены из одного материала за одно целое, то есть соединены друг с другом с образованием одиного целого.
В свою очередь к элементу 3 рукоятки присоединен модуль 6 голосового управления согласно настоящему изобретению. Модуль 6 голосового управления присоединен к элементу 3 рукоятки с возможностью отсоединения. Модуль 6 голосового управления присоединен к элементу 3 рукоятки путем соединения в замок и посадки с трением. Модуль 6 голосового управления, показанный на фиг. 2 в состоянии, в котором он снят с элемента 3 рукоятки, в свою очередь имеет корпус 8. Корпус 8 также содержит дискообразную полую часть 9 и, соответственно, образован дискообразной полой частью 9. Дискообразная полая часть 9 является герметичной по отношению к окружающей среде. С одной стороны, полая часть 9 образована двумя стенками, расположенными на расстоянии друг от друга, а именно передней стенкой 18 и задней стенкой 19. С другой стороны, полая часть 9 имеет кольцевую боковую стенку 20, соединяющую переднюю стенку 18 с задней стенкой 19. Передняя стенка 18 является плоской стенкой полой части 9, которая при работе обращена к элементу 3 рукоятки, а задняя стенка 19 корпуса является плоской стенкой полой части 9, которая при работе обращена в сторону от элемента 3 рукоятки.
Кроме того, модуль 6 голосового управления помимо корпуса 8 содержит принимающую часть 11 рукоятки, плотно присоединенную к корпусу 8 или полой части 9. Принимающая часть 11 рукоятки плотно присоединена к передней стенке 18 полой части 9. Принимающая часть 11 рукоятки образует принимающий штифт 12, проходящий под прямым углом в сторону от передней стенки 18 полой части 9, проходящей в воображаемой плоскости. Таким образом, продольная ось 32 принимающего штифта 12 проходит перпендикулярно передней стенке 18 и, соответственно, указанной воображаемой плоскости.
Принимающий штифт 12 приспособлен по размерам к втулке 13 элемента 3 рукоятки, в результате чего он может быть вставлен во втулку 13. В собранном состоянии рукоятки 1, показанной на фиг. 1, принимающий штифт 12 вставлен во втулку 13 путем соединения с геометрическим замыканием и посадки с натягом. Таким образом, элемент 3 рукоятки присоединен к модулю 6 голосового управления путем соединения в замок и посадки с трением. Как показано на фиг. 4 в схематичном виде, расширение 17 в собранном состоянии находится на расстоянии от передней стенки 18 в осевом направлении принимающего штифта 12 (соответствующем осевому направлению продольной оси 32 и, соответственно, втулки 13).
На фиг. 3 показана внутренняя конструкция модуля 6 голосового управления. Для наглядности, в отличие от фиг. 2, на фиг. 3 не показаны корпус 8 или полая часть 9, что позволяет хорошо рассмотреть электронный блок или электронное конструктивное исполнение модуля 6 голосового управления. Модуль 6 голосового управления содержит дискообразную печатную плату 21, на которой рядом с корпусом 33 для электронных средств, содержащим, вмещающим или принимающим первый датчик 29 звука, размещены датчики 7 расстояния. Все датчики 7 расстояния, описанные более подробно ниже, имеют одинаковые конструктивное исполнение и функциональные возможности.
Корпус 33 для электронных средств дополнительно соединен с вычислительным блоком 14, размещенным на печатной плате 21, с помощью электронных средств. Корпус 33 размещает в себе вычислительный блок 14 таким образом, что последний окружен корпусом 33. Таким образом, в этой конфигурации вычислительный блок 14 встроен в корпус 33. Помимо вычислительного блока 14, в корпусе 33 также размещен датчик 29 звука, также называемый микрофоном. Таким образом, датчик 29 встроен в корпус 33 в виде блока 15 распознавания голоса (также называемого модулем распознавания голоса или блоком голосового управления). Датчик 29 электрически соединен с вычислительным блоком 14. Таким образом, в процессе работы в состоянии, в котором рукоятка 1 присоединена к хирургическому светильнику 10, происходит регистрация или запись, посредством датчика 29 звука, управляющих сигналов в форме звуковых сигналов, электрически передаваемых в вычислительный блок 14. Таким образом, управляющие команды могут быть переданы в центральный блок управления вычислительным блоком 14, который в свою очередь в этом рабочем состоянии электрически соединен с центральным блоком управления хирургического светильника 10, не показанным в данном документе для наглядности. Это позволяет управлять хирургическим светильником 10 в индивидуальном порядке посредством индивидуальных голосовых команд, зарегистрированных датчиком 29 звука.
Помимо управления яркостью или интенсивностью освещения соответствующих отдельных ламп 30 хирургического светильника 10, также можно изменять, например, положение хирургического светильника 10 путем приведения в действие электрического привода, воздействующего на несущую конструкцию хирургического светильника 10, с использованием голосовых команд. Блок 15 распознавания голоса дополнительно содержит громкоговоритель, который также встроен в корпус 33.
Как показано на фиг. 2, передняя стенка 18 полой части 9 имеет выемку, приспособленную под корпус 33 и, соответственно, датчик 29 звука, в котором размещено звукопроницаемое наружное покрытие 35 или размещена звукопроницаемая мембрана. Как показано на фиг. 2 и 3, звукопроницаемое наружное покрытие 35 микрофона 29 выступает за все стороны корпуса 33. Следовательно, звук может проходить через переднюю стенку 18 во внутреннюю часть корпуса 8 и корпуса 33 к датчику 29 звука.
Еще в одном варианте реализации вычислительный блок 14 не соединен кабелем, как в этом случае, с центральным блоком управления хирургического светильника 10, а соединен с ним с использованием беспроводной сети передачи данных типа «Bluetooth».
Таким образом, в зависимости от определенного положения объекта 25 происходит гашение или выключение отдельных ламп 30 ламповых секторов 31 хирургического светильника 10, освещающих объект 25.
Кроме того, в соответствии с первым вариантом реализации каждый из датчиков 7 расстояния соединен с помощью электронных средств с вычислительным блоком 14, размещенным на печатной плате 21. Датчики 7 выполнены в форме инфракрасных датчиков (также называемых инфракрасными датчиками расстояния). Каждый датчик 7 имеет по существу каплевидную или шарообразную активную область 24, в которой может быть обнаружен объект 25, такой как голова оперирующего хирурга. С этой целью инфракрасный излучатель 22 датчика 7 излучает инфракрасный свет, распространяющийся в пространстве, по существу в форме воронки или конуса, по воображаемой направляющей оси 26. Наряду с инфракрасным излучателем 22 датчик 7 расстояния также содержит инфракрасный приемник 23. Приемник 23 выполнен и сконфигурирован таким образом, что при нахождении объекта 25 в пределах активной области 24 он регистрирует путем измерения часть инфракрасного света, ранее излученного инфракрасным излучателем 22 и отраженного от объекта 25.
Активная область 24 показана на фиг. 9, на которой рукоятка 1 уже закреплена на хирургическом светильнике 10. Таким образом, часть инфракрасного света, отраженного объектом 25, поступает на инфракрасный приемник 23, который преобразует отраженный инфракрасный свет в управляющий сигнал. В зависимости от расстояния от объекта 25 до датчика 7 расстояния или инфракрасного приемника 23 этот инфракрасный приемник 23 может регистрировать сигнал в момент времени до или после времени излучения инфракрасного света инфракрасным излучателем 22. Таким образом, расстояние между объектом 25 и рукояткой 1 может быть легко определено. Следовательно, активная область 24 ограничена профилем излученного инфракрасного света, а также радиусом действия инфракрасного приемника 23. Таким образом, каждый датчик 7 расстояния выполнен с возможностью обнаружения или определения положения объекта 25 в зоне между плафоном 2 и областью раны путем определения расстояния от объекта 25 до датчика 7 расстояния и, соответственно, модуля 6 голосового управления. Также модуль 6 голосового управления называют сенсорным модулем вследствие того, что он содержит различные датчики, а именно датчик 29 звука и датчики 7 расстояния.
Датчики 7 расстояния размещены на печатной плате 21 таким образом, что их активная область 24 своей направляющей осью 26 ориентирована поперечно или под углом по отношению к продольной оси 32 принимающего штифта 12, в особенности предпочтительно смещена относительно продольной оси 32 приблизительно на 45°. Инфракрасный излучатель 22 и инфракрасный приемник 23 расположены или ориентированы в принимающей плоскости 27, ориентированной по нормали к направляющей оси 26.
В этом варианте реализации имеется шесть датчиков 7 расстояния, расположенных таким образом, что они распределены по существу по круговой воображаемой периферийной линии вокруг продольной оси принимающего штифта 12, однако в других вариантах реализации может быть выбрано и иное количество датчиков 7 расстояния, например менее или более шести, предпочтительно семь, восемь, девять или по меньшей мере десять датчиков 7. Датчики 7 расстояния размещены на равном расстоянии друг от друга по воображаемой периферийной линии по существу на одинаковом расстоянии от продольной оси 32 принимающего штифта 12. Датчики 7 размещены и ориентированы таким образом, что они выполнены с возможностью обнаружения положения объекта 25 по всему периметру, то есть в пределах углового диапазона 360° вокруг продольной оси 32, с помощью своих активных областей 24. На фиг. 15 еще раз схематически показано распределение датчиков 7, при этом для наглядности в вычислительном блоке 14 отсутствует микрофон 29.
Для индикации, находится ли объект 25 в активной области 24 соответствующего датчика 7 расстояния, на печатной плате 21 для каждого датчика 7 расстояния дополнительно размещены индикаторные лампы 44, как показано на фиг. 16. При нахождении объекта 25 в активной области 24 соответствующего датчика 7 расстояния с уменьшением расстояния между датчиком 7 расстояния и объектом 25 увеличивается количество светящихся или включенных индикаторных ламп 44. В этой конфигурации для каждого датчика 7 расстояния имеется шесть индикаторных ламп 44. Каждая индикаторная лампа 44 выполнен в форме светодиода. Кроме того, имеется возможность переключения между различными индикаторными лампами 44, отличающимися своим цветом, в зависимости от расстояния между датчиком 7 расстояния и объектом 25.
Как показано на фиг. 1 и 2, боковая стенка 20 корпуса 8 сформирована таким образом, что она имеет несколько областей 28 крышки. Каждая область 28 крышки проходит с сужением параллельно принимающей плоскости 27 между передней стенкой 18 и задней стенкой 19. Круглая передняя стенка 18 имеет диаметр, который меньше диаметра задней стенки 19, имеющей такую же круглую форму. В этой конфигурации боковая стенка 20 выполнена из материала, проницаемого для измерительных сигналов датчиков 7 расстояния. Следовательно, стенка 20 выполнена проницаемой для инфракрасного света. Поскольку конусообразный корпус 8 или конусообразная полая часть 9 выполнены полностью из одного и того же материала, то в целом они выполнены из материала, проницаемого для инфракрасного света. Таким образом, помимо проницаемой для инфракрасного света боковой стенки 20 проницаемой для инфракрасного света также является и передняя стенка 18. Следовательно, область 28 крышки, проходящая параллельно своей принимающей плоскости 27, связана с каждым датчиком 7 расстояния и по существу имеет такую же ширину, что и соответствующий датчик 7 расстояния.
На фиг. 5 и 6 особенно наглядно показан хирургический светильник 10 в соответствии с настоящим изобретением, содержащий установленную рукоятку 1, показанную на фиг. 1-4. Хирургический светильник 10 содержит плафон 2, также называемый базой, в который вставлено несколько отдельных ламп 30. В частности, в этом варианте реализации отдельные лампы 30 объединены или сгруппированы с дополнительными отдельными лампами 30 для формирования различных ламповых секторов 31. В этой конструкции хирургический светильник 10 содержит по существу дискообразный корпусной плафон 2, который в других конструкциях может иметь и иные конфигурации, а также может быть образован из нескольких частей, например, из нескольких сегментов плафона. Ламповые секторы 31 (также называемые осветительными секторами) имеют каждый одинаковые особенности работы и управления, а также одинаковые конструкции.
Каждый ламповый сектор 31 содержит одинаковое количество отдельных ламп 30. Отдельные лампы 30 лампового сектора 31 могут иметь разные размеры и/или яркость, и/или интенсивность свечения и/или интенсивность освещения. Кроме того, отдельные лампы 30 могут обеспечивать разный цвет свечения. Каждый ламповый сектор 31 выполнен в форме куска торта, содержащего часть общего количества отдельных ламп 30, расположенных в форме диска вокруг центральной рукоятки 1. Каждая из отдельных ламп 30 содержит только один светодиод, тем не менее в других конструкциях может содержать и несколько светодиодов. Каждая отдельная лампа 30 содержит линзу и/или систему оптических линз, связанных со светодиодом. Каждая из отдельных ламп 30 электрически соединена с центральным блоком управления хирургического светильника 10 и может быть независимо отрегулирована в ответ на управляющие сигналы от центрального блока управления, а также может быть специально отрегулирована в части интенсивности свечения и/или цвета свечения.
Как показано на фиг. 9 и 11-13, при работе хирургического светильника 10 область, освещенную отдельными лампами 30, отслеживают с использованием датчиков 7 расстояния. Отдельные датчики 7 расстояния предпочтительно имеют радиус действия в пределах более одного метра, а предпочтительно более двух метров, в направлении направляющей оси 26. Таким образом, в результате вхождения объекта 25 в световой луч или пучок световых лучей отдельной лампы 30, показанной на фиг. 11-13, датчики 7 расстояния регистрируют расстояние между объектом 25 и модулем 6 голосового управления, а вычислительный блок 14 в дальнейшем генерирует управляющий сигнал, что вызывает гашение или выключение, посредством центрального блока управления, соответствующих отдельных ламп 30 ламповых секторов 31 (то есть отдельных ламп 30, освещающих непосредственно сам объект своими пучками световых лучей). В этом случае гашение осуществляют в зависимости от расстояния по высоте между хирургическим светильником 10 и объектом 25. Как показано на фиг. 11-13, ламповые секторы 31, показанные на фиг. 13, могут быть выключены или погашены все вместе или отдельные лампы 30 ламповых секторов 31 могут быть выключены или погашены по-отдельности в зависимости от положения объекта 25 по отношению к рукоятке 1 или датчику 7 расстояния.
Рукоятка 1 в своем установленном состоянии закреплена по центру плафона 2 таким образом, что продольная ось 32 расположена соосно воображаемой центральной оси плафона 2.
Кроме того, датчик 29 звука имеет радиус действия по меньшей мере один метр, предпочтительно по меньшей мере два метра, что позволяет обнаруживать источники звука, генерирующие соответствующий управляющий звуковой сигнал, например сам объект 25, для надлежащего управления хирургическим светильником 10.
На фиг. 7 и 8 показана предпочтительная конструкция рукоятки 1, взаимодействующей с хирургическим светильником 10. Таким образом, можно просто заменить известную рукоятку 1', показанную на фиг. 8 и, соответственно, на фиг. 7 слева, рукояткой 1 согласно настоящему изобретению, показанной на фиг. 7 справа, путем открепления съемной части предыдущей рукоятки 1' от хирургического светильника 10 и прикрепления рукоятки 1 согласно настоящему изобретению к плафону 2. Для этой цели модуль 6 голосового управления образует съемную часть, присоединенную к плафону 2 на задней стенке 19 полой части 9 с возможностью отсоединения. Для этой цели полая часть 9 присоединена к плафону 2 с возможностью открепления или отсоединения путем соединения с геометрическим замыканием и посадки с натягом, предпочтительно посредством байонетного затвора. Хирургический светильник 10 и рукоятка 1 показаны в полностью собранном состоянии на фиг. 9.
На фиг. 17 и 18 схематически показан еще один вариант реализации рукоятки 1 согласно настоящему изобретению, в котором рукоятка 1 работает и выполнена в соответствии с первым вариантом реализации. В отличие от первого варианта реализации наружная крышка 35 датчика 29 звука вставлена в каркас, образованный корпусом 33, и таким образом особенно хорошо удерживается в корпусе 33 путем соединения с геометрическим замыканием. Как показано на фиг. 18, в корпусе 8 сенсорного модуля 6, а именно в его передней стенке 18, образована выемка 34, которая соответствует корпусу 33 и в которую со стороны наружной крышки 35 входит корпус 33.
На фиг. 10 показан дополнительный вариант реализации рукоятки 1 согласно настоящему изобретению, в котором модуль 6 голосового управления имеет альтернативную конфигурацию. Модуль 6 голосового управления состоит из вышеописанной дискообразной полой части 9 в форме промежуточного кольца, образующей корпус 8. В данном случае можно опустить описание принимающей части 11 рукоятки, имеющей форму принимающего штифта 12. В этом варианте реализации рукоятка 1 присоединена непосредственно к корпусу 8 с возможностью отсоединения. Следовательно, по этой причине также можно обеспечить наличие съемного модуля 6 голосового управления. Его конструкция и функциональные возможности соответствуют модулю 6 голосового управления согласно первому варианту реализации.
Кроме того, на фиг. 14 схематически показан еще один вариант реализации рукоятки 1 согласно настоящему изобретению, которая в свою очередь уже прикреплена к плафону 2. В этом случае рукоятка 1 по существу соответствует рукоятке 1 согласно первому варианту реализации. Хирургический светильник 10 также по существу соответствует хирургическому светильнику 10, описанному со ссылкой на фиг. 5, 6, 9 и 11-13. Отдельные лампы 30 хирургического светильника 10, образующие ламповые секторы 31, схематически показаны в виде прямоугольников, каждый из которых создает несколько световых лучей или пучков световых лучей с формированием общего светового поля 38 или поля освещения, например на плоскости 37 освещения, расположенной в области раны.
Кроме того, схематически показан вышеописанный центральный блок управления хирургического светильника 10, обозначенный ссылочным номером 40. Блок 40 управления размещен в плафоне 2. Блок 40 управления электрически соединен с каждым ламповым сектором 31 посредством электрических соединительных линий 41. Соединительная линия 41 в свою очередь разделена внутри ламповых секторов 31 таким образом, что каждая отдельная лампа 30 электрически соединена с соединительной линией 41 посредством вспомогательной линии.
Кроме того, модуль 4 голосового управления, схематически показанный в виде «автономного» модуля, соединен с блоком 40 управления с использованием средств 42 передачи данных. В этом варианте реализации средства 42 передачи данных реализованы в форме линии 43 передачи данных, показанной на чертеже пунктирной линией, то есть в форме электрического или кабельного соединения. Кроме того, в другом варианте реализации средства 42 передачи данных могут быть выполнены в форме линии беспроводной связи.
В отличие от первого варианта реализации рукоятка 1 дополнительно содержит устройство 34 для регистрации изображений, содержащее камеру, а именно видеокамеру, для съемки области раны и/или плоскости 37 освещения. Устройство 34 дополнительно содержит звукозаписывающие средства для записи звука, а также громкоговоритель, который для наглядности не показан в этом чертеже. Устройство 34 размещено внутри элемента 3 рукоятки, то есть радиально внутри элемента 3 рукоятки. Устройство 34 дополнительно встроено в принимающую часть 11 или принимающий штифт 12. Соответственно, видеокамера устройства 34 для регистрации изображений ориентирована своей линзой по направлению к одной из сторон рукоятки 1, обращенной от плафона 2. Для этой цели крышка 16 может быть либо вовсе не использована, что является предпочтительным вариантом, либо выполнена проницаемой для света, воспринимаемого видеокамерой. Аналогичным образом в устройство 34 внутри рукоятки 1 может быть встроено запоминающее устройство в форме карты памяти, соединенное с видеокамерой и выполненное с возможностью сохранения данных, зарегистрированных видеокамерой.
Как показано фиг. 14, в рабочем состоянии устройство 34 для регистрации изображений в свою очередь электрически соединено с блоком 40 управления с использованием другой соединительной линии 41. При работе устройство 34, блок 15 распознавания голоса и вычислительный блок 14 питают с использованием соединительной линии 41. Во время эксплуатации с использованием соединительной линии 41 ток также подают и на датчики 7 расстояния.
Кроме того, устройство 34 электрически соединено с модулем 4 голосового управления. Это позволяет напрямую включать и выключать устройство 34 с использованием модуля 4 голосового управления. Таким образом, начать или остановить запись, осуществляемую видеокамерой, можно с помощью голосового ввода или голосовой команды. Кроме того, запись голосовых заметок может быть сохранена непосредственно на карте памяти с использованием звукозаписывающих средств. В дальнейшем во время эксплуатации данные, зарегистрированные устройством 34 для регистрации изображений, передают с использованием средств 42 передачи данных в блок 40 управления для их перенаправления или обработки.
Соединительные линии 41 и средства 42 передачи данных являются частью системы кабельных магистралей, а именно системы шин на основе сетевого стандарта «CAN».
На фиг. 18 и 19 показан дополнительный вариант реализации рукоятки 1 согласно настоящему изобретению, функциональные возможности и конструкция которой соответствуют варианту реализации, показанному на фиг. 14. Однако в этом случае элемент 3 рукоятки выполнен более толстым. Это обусловлено тем, что в элементе 3 рукоятки размещена видеокамера, формирующая устройство 36 для регистрации изображений для регистрации изображения области раны. На чертежах также показана внешняя панель или внешнее стекло линзы устройства 36, при этом его ось попадания света проходит через центр сквозного отверстия 38. Устройство 36 окружено поверхностью 5 рукоятки, однако в области крышки 16 оно снабжено сквозным отверстием 38, через которое устройство 36 отслеживает наружную сторону рукоятки 1.
Перечень ссылочных номеров
1 рукоятка
1' известная рукоятка
2 плафон
3 элемент рукоятки
4 внешняя сторона
5 поверхность рукоятки
6 модуль голосового управления или сенсорный модуль
7 датчик расстояния
8 корпус
9 полая часть
10 хирургический светильник
11 принимающая часть рукоятки
12 принимающий штифт
13 втулка
14 вычислительный блок
15 блок распознавания речи
16 крышка
17 расширяющая часть
18 передняя стенка
19 задняя стенка
20 боковая стенка
21 печатная плата
22 инфракрасный излучатель
23 инфракрасный приемник
24 активная область
25 объект
26 направляющая ось
27 принимающая плоскость
28 область крышки
29 датчик звука или микрофон
30 отдельная лампа
31 ламповый сектор
32 продольная ось
33 корпус для электронных средств
35 наружная крышка
36 устройство для регистрации изображений
37 плоскость освещения
38 световое поле
39 световой луч
40 блок управления
41 соединительная линия
42 средства передачи данных
43 линия передачи данных