освещение, встроенное в потолок и сфокусированное на хирургическом поле

Формула изобретения

1. Система освещения больничной операционной комнаты, содержащая, по меньшей мере, один корпус, заглубленный в потолок операционной комнаты; блок управления, который управляет, по меньшей мере, одним приводным средством; локатор, приспособленный для передачи сигнала расстояния, по существу, в радиочастотном электромагнитном спектре, и который характеризует реальное расстояние между упомянутым корпусом и упомянутым локатором; устройство связи на упомянутом блоке управления, которое принимает указанный сигнал расстояния беспроводно от локатора; по меньшей мере одно осветительное устройство в одном упомянутом корпусе без других осветительных устройств в упомянутом корпусе, приспособленное для обеспечения сфокусированного луча света, по существу, по меньшей мере в 100000 лк, с цветовой температурой около 5600 К, и с упомянутым осветительным устройством металлогалогенного типа, и приспособленное для использования по меньшей мере с одним другим осветительным устройством, обеспечивающим направленность осветительного устройства на точку из, по меньшей мере, двух пространственно разнесенных зон, систему позиционирования в упомянутом блоке управления, включающую в себя схему сервоуправления, приспособленную для приема сигнала расстояния от упомянутого локатора и для интерпретирования упомянутого сигнала расстояния с дальнейшим задействованием одного из упомянутых приводных средств, связанных с одним упомянутым корпусом, таким образом регулируя по меньшей мере один механизированный вертлюг, паз, шарнир или втулку для освещения упомянутого локатора в соответствии с упомянутым сигналом расстояния.

2. Система освещения по п.1, в которой количество осветительных устройств составляет по меньшей мере два и упомянутые осветительные устройства расположены вокруг центральной точки.

3. Система освещения по п.1, в которой упомянутым локатором является устройство Bluetooth.

4. Система освещения по п.1, в которой упомянутый локатор выполнен из биосовместимых материалов.

5. Система освещения по п.1, в которой упомянутый локатор выполнен с возможностью стерилизации.

6. Система освещения по п.1, в которой упомянутый локатор является локатором одноразового использования и возможна его замена схожими локаторами.

7. Способ освещения больничной операционной комнаты, включая обеспечение света в операционной по п.1; размещение упомянутого локатора на точку, которая должна быть освещена; обеспечение связи упомянутого локатора с упомянутым блоком управления; обеспечение того, чтобы упомянутый блок управления приводил бы в действие схему сервоуправления в ответ на сообщение о активировании упомянутого приводного средства; обеспечение того, чтобы упомянутое приводное средство использовало средства позиционирования, такие, как вертлюг, паз, шарнир или втулку, для размещения упомянутого осветительного устройства таким образом, чтобы обеспечивать освещение точки, которая подлежит освещению.

8. Способ освещения больничной операционной по п.7, в котором количество осветительных устройств составляет по меньшей мере два и упомянутые осветительные устройства расположены вокруг центральной точки.

9. Способ освещения больничной операционной по п.7, в котором упомянутым локатором является устройство Bluetooth.

10. Способ освещения больничной операционной по п.7, в котором упомянутый локатор выполнен из биосовместимых материалов.

11. Способ освещения больничной операционной по п.7, в котором упомянутый локатор выполнен с возможностью стерилизации.

12. Способ освещения больничной операционной по п.7, в котором упомянутый локатор является локатором одноразового использования и возможна его замена схожими локаторами.

Описание изобретения к патенту

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

По настоящей заявке испрашивается приоритет по предварительной патентной заявке США № 60/701,106, поданной настоящим изобретателем 20 июля 2005 года. Содержание заявки США № 60/701,106 включено в настоящий документ в качестве ссылки.

Следующие документы включены в настоящую заявку путем приведения соответствующих ссылок:

- Патент США № 4,025,777 (которому соответствует DE 25 19 426);

- Патент США № 4,639,838;

- Патент США № 4,884,008;

- Патент США № 4,887,196;

- Патент США № 5,347,431;

- Патент США № 5,584,5684;

- Описание изобретения к патенту DE-OS 3227494;

- Заявки, поданные вместе с настоящей заявкой тем же изобретателем в тот же день, под названием:

- Переоборудование операционной в лечебном учреждении;

- Общее освещение в хирургических помещениях больницы;

- Использование ультрафиолетового бактерицидного излучения в медицинских помещениях;

- Встроенные в стену мусороприемники для больничных и лабораторных помещений;

- Многофункциональные встроенные в пол гондолы;

- Реконструкция операционных столов;

- Роботизированная очистка пола с применением стерильных одноразовых картриджей.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ - ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к хирургическим осветительным устройствам операционной комнаты, к способу использования операционных осветительных устройств и в особенности использования операционных осветительных устройств с саморегулируемыми элементами ламп таким образом, чтобы оптические оси испускаемого из них света были бы направлены на точку, выбранную беспроводным радиочастотным локатором.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В больничных операционных обычно используется определенное количество ламп, установленных вокруг фокусной точки так, чтобы освещать требуемую зону, обычно хирургическое поле. Вследствие того что осветительные устройства расставлены вокруг этой точки, их можно регулировать для обеспечения освещения без образования теней, загораживающих вид на упомянутое хирургическое поле. Типичное хирургическое освещение обеспечивается устройствами, вмонтированными в потолок или пол, с ручками для ручного регулирования освещения. Некоторые устройства размещают вручную, тогда как другие - при помощи силовых средств, таких как, например, электрические двигатели.

Патент США № 4,025,777 раскрывает лампу для операционной комнаты для вмонтирования в потолок операционной. Нижняя часть устройства, на которой имеется светоизлучающая поверхность, разделена, чтобы предоставить место для большого количества излучающих свет ламп. Излучатели света расположены с возможностью регулировки, таким образом, направляющее лампы приспособление, присоединенное к лампам, может изменять ось света операционной лампы без перемещения всего устройства так, что исходящие от соответствующих ламп пучки света, сходящиеся в точке, можно изменять горизонтально или вертикально. Можно заранее определить сходящуюся точку. Индивидуальные лампы помещены в корпусе в карданных подвесах и взаимосоединены направляющими стержнями и рессорами. Таким образом, при должной регулировке системы управления, образованной из соответствующих направляющих стержней, можно смещать точку пересечения трех пространственных осей. При этом предусматривается тележка, которую можно передвигать по направляющим стержням. Изменение или передвижение может осуществляться посредством приводных двигателей.

Описание изобретения к патенту DE-OS 3227494 представляет операционный светильник, специально приспособленный для стоматологической работы и челюстной хирургии. Луч света постоянно направляется на ротовую полость пациента посредством автоматического отслеживания лампы при перемещении кресла пациента. Необходимое приспособление отслеживания включает в себя ультразвуковой передатчик, находящийся в зоне головы пациента, и ультразвуковой приемник, находящийся в лечебном кабинете, как и схема отслеживания. Серводвигатели или шаговые двигатели представлены для обеспечения отслеживания посредством передвижения держателя лампы в предварительно установленные позиции или, соответственно, позиции под углом. Такой операционный светильник нельзя использовать в общей хирургии, так как ультразвуковой передатчик должен находиться в непосредственной близости от операционного поля, которое должно быть освещено, то есть зоны открытой раны. Данную систему нельзя использовать для общехирургических целей, так как ультразвуковой передатчик не может быть установлен в открытой ране. Ошибки при регулировании и трудности обращения и стерилизации препятствуют такому применению.

Патент США № 4,884,008 представляет операционный светильник, в котором лучи света могут регулироваться автоматически для компенсации движения или изменения расстояния между операционным светильником и операционным полем так, чтобы изначально установленная любая конфигурация или зона освещения сохраняла бы базовую позицию. Ультразвуковой датчик расстояния находится на корпусе и обращен к операционной поверхности, он вырабатывает электрический сигнал расстояния, отображающий реальное расстояние между корпусом и поверхностью. Сигнал расстояния связан со схемой управления сервосистемы, которая контролирует установку элемента, регулирующего лампу. Операционная лампа излучает группу пучков света в форме кольца, по округлой поверхности точки в виде светового пятна.

С учетом известных из уровня техники решений изобретение, обеспечивающее отслеживание в реальном времени, такое как ультразвуковой локатор в вышеупомянутом описании DE патента, будет выгодным, если оно приспособлено для расположения вблизи или на хирургическом поле. Кроме этого описанное изобретение, использующее оптимальные условия освещения, а именно источник света, излучающий направленный свет высокой интенсивности, обеспечивает дополнительное преимущество. И наконец, описанное изобретение, в котором источник света находится в заглубленной полости, позволит разместить другое надголовное оборудование, такое как хирургическое средство формирования изображения (C-arm) изображения, и этим обеспечит дополнительное преимущество.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с данным изобретением целью изобретения является предоставление быстрого, в режиме реального времени отслеживания хирургического поля или другого участка, который подлежит освещению.

Как таковое, настоящее изобретение описывает использование беспроводного радиочастотного передатчика, такого как Bluetooth передатчик, приспособленного для передачи сигнала расстояния на приемник. Затем приемник посредством приводного средства осуществляет регулировку одного или нескольких источников света, таким образом предоставляя осветительное поле с дополнительным преимуществом, заключающимся в том, что образование теней сведено до минимума. Дополнительно передатчик в одном варианте осуществления изобретения небольшого размера и сконструирован из биосовместимых материалов. Устройство можно будет стерилизовать для повторного использования, или оно будет одноразовым. Таким образом можно будет упаковать передатчик в стерильный контейнер и далее поместить это устройство в, на или около хирургического поля.

Другой целью изобретения является обеспечение осветительного поля, осуществления максимального аннулирования теней, но в то же время с интенсивным, сфокусированным осветительным полем.

Источники света, собранные вокруг одной точки, как бы в кругу, позволяют индивидуальным источникам света быть нацеленными на определенный участок. По мере уменьшения радиуса между любым индивидуальным источником света и центром круга способность источников света гасить тени снижается. Когда радиус приближается к нулю, свет от группы осветительных устройств становится эквивалентным свету от одного луча. Как таковое, настоящее изобретение представляет группу осветительных устройств, у которых радиусы больше нормального радиуса (радиусы относительно расстояния между источником света и точкой освещения) благодаря усовершенствованию, заключающемуся в том, что индивидуальные осветительные устройства помещены в отдельный корпус. К сожалению, по мере увеличения расстояния между источником света и целевым объектом фокусировка и интенсивность луча снижаются. На целевом объекте настоящее изобретение раскрывает средство для обеспечения интенсивного, сфокусированного луча с максимальной линией видимости благодаря отдельному корпусу для источников света. Поскольку источники света помещены по отдельности друг от друга, можно использовать более мощные лампы и другие более мощные светоизлучающие устройства, так как выработка локализованного тепла не является более значительным препятствием для использования очень интенсивного, сфокусированного света. Другими словами, отдельный корпус сводит до минимума накопление тепла, что имело бы место в случае размещения большого количества ламп вместе. Обычно достаточно, чтобы лампы остывали вследствие естественного излучения тепла, хотя, само собой разумеется, корпус и штативы для ламп должны быть сделаны из материалов с высокими коэффициентами тепловыделения, таких как алюминий.

Другой целью изобретения является предоставление такого осветительного устройства, которое интегрируется с операционной комнатой, то есть каждый источник света и его соответствующий корпус будут заглублены в стену, таким образом обеспечивая усовершенствованное использование пространства и возможность разместить дополнительное, встроенное в потолок оборудование рядом с хирургическим операционным полем.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Понимание настоящего изобретения лучше всего достигается при просмотре сопутствующих чертежей. Отмечается, что изобретение не ограничено только данным вариантом осуществления изобретения, представленного на чертежах, где:

Фиг.1 - перспективный вид одного варианта осуществления изобретения, в котором некоторое количество заглубленных осветительных устройств установлены вокруг центральной точки и фокусируются на данной точке;

Фиг.2 - схематический вид уровня техники, демонстрирующего корпус с определенным количеством осветительных устройств, сфокусированных в точке;

Фиг.3 - схематический вид сбоку известного уровня техники;

Фиг.4 - схематическое представление двух осветительных устройств, сфокусированных в точке и таким образом обеспечивающих поле освещения;

Фиг.5 - схематическое представление осветительных устройств по Фиг.4, сфокусированных на той же точке, что и на Фиг.4, указанная точка теперь находится на более удаленном расстоянии от источника освещения;

Фиг.6 - схематическое представление целевого участка, освещенного на Фиг.4 и 5, но указанные осветительные устройства находятся на большем расстоянии друг от друга;

Фиг.7 - изометрическое схематическое представление примера настоящего изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ОБОЗНАЧЕННЫХ ЦИФРАМИ ССЫЛОК

100 - хирургическое осветительное устройство; 102 - мишень освещения; 104 - операционный стол; 110 - осветительные устройства, используемые в операционной уровня техники; 112 - хирургическое осветительное устройство; 114 - корпус РА хирургических осветительных устройств; 116 - ультразвуковой локатор; 118 - луч света; 120 - осветительное/ая поле/цель; 122 - потолок; 124 - стол; 150 - блок управления; 152 - блок питания; 154 - корпус; 156 - лампа; 158 - стол; 160 - мишень и локатор освещения; 162 - беспроводной сигнал положения; 164 - сфокусированный луч света; 166 - кабель к блоку управления; 168 - приводной механизм, вертлюг и крепление; 172 - кабель блока питания; 176 - корпус лампы; 178 - крепление и вертлюг лампы.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно Фиг.1 представлена типичная хирургическая операционная с единственным возможным размещением осветительных устройств 100, расположенных в соответствии с настоящим изобретением. Пунктирные круги и проходящие сквозь них линии до точки 102 на хирургическом столе 104 демонстрируют уменьшающееся осветительное поле от сфокусированных осветительных устройств 100. Так как осветительные устройства 100 расположены с промежутками между собой, они таким образом подогнаны к тому, чтобы предоставлять дополнительные линии прямой видимости целевой зоны (мишени), такой как точка 102.

В отличие от типичного примера уровня техники, показанного на Фиг.2 и 3, саморегулирующиеся хирургические осветительные устройства 112, расположенные в одном корпусе 114, излучают свет 118 по направлению осветительной мишени 120 на столе 124. Месторасположение осветительной мишени 120 определяется устройством 116, которое может быть ультразвуковым детектором. Как показано на Фиг.3, уровень техники включает также корпус осветительных устройств 114, прикрепленный к потолку 122, таким образом занимая надголовное рабочее пространство.

Фиг.4, 5 и 6 демонстрируют некоторые недостатки примера из уровня техники. Фиг.4 изображает два хирургических осветительных устройства 112, находящихся близко друг от друга в одном корпусе 114 и освещающих мишень 120 на столе 124 осветительным лучом 118. Пунктирная стрелка указывает ширину осветительного луча 118. Как показано на Фиг.4, если источники освещения, а именно хирургические осветительные устройства 112, находятся рядом с мишенью 120, они обеспечивают сфокусированное и сильное освещение. Однако, как только поле мишени располагается в большем отдалении от осветительных устройств 112, как видно на Фиг.6, ширина луча увеличивается и таким образом луч становится менее сфокусированным. С увеличением расстояния от источника теряется интенсивность и сфокусированность света. В сравнение, Фиг.5 изображает расположение осветительных устройств 112 в большей отдаленности друг от друга. И снова из-за того, что расстояние от источника до мишени увеличилось, мишень менее освещена.

Настоящее изобретение содержит многочисленные усовершенствования примеров из уровня техники, как показано на Фиг.7. На Фиг.7 видно, что осветительные устройства имеют отдельные корпусы, и таким образом становится возможным использовать очень интенсивные, сфокусированные осветительные устройства. Использование очень интенсивных и сфокусированных осветительных устройств (светильников) компенсирует эффект (уменьшение интенсивности и фокусировки света), представленный на Фиг.5. Каждый источник света, такой как лампа, должен обеспечивать по меньшей мере около 100000 люкс с цветовой температурой примерно около 5600 К. Лампа должна быть металлогалогенного типа. В таком случае снимается необходимость иметь осветительные устройства в одном корпусе для обеспечения требуемой интенсивности и фокусировки, как в решении, известном из уровня техники на Фиг.2 и 3. Кроме того, индивидуальный корпус для каждого осветительного устройства позволяет разместить каждое осветительное устройство в заглубленную полость в потолке, таким образом высвобождая надголовное рабочее пространство.

Заглубленный корпус 154 в одном варианте осуществления изобретения детально представлен в нижнем правом углу на Фиг.7. Изображена лампа 156, которая находится в корпусе лампы 176, который можно прикрепить к механизированному вертлюгу и штативу 178, приводимому в действие блоком 150 управления. Благодаря вертлюгу можно будет направленно передвигать корпус 176 лампы и саму лампу 156 по траектории, показанной двусторонней пунктирной стрелкой. Штатив 178 можно подсоединить к основанию и вертлюгу 168, благодаря чему можно будет направленно передвигать корпус 176 лампы и саму лампу 156 по траектории, показанной двумя стрелками, направленными в разные стороны. Питание подается кабелем 172, который получает ток из внешнего АС или ДС источника 152. Далее, сигналы управления поступают из блока 150 управления посредством кабеля 166. Сигнал управления приводит в действие корпус 176 лампы по необходимости, высчитывая соответствующее месторасположение лампы 156 по сигналу 162 расстояния (посланному беспроводно на радиочастотной полосе) от локатора 160 на столе 158.

В вышеприведенном описании используются определенные термины и чертежи для иллюстрирования предпочтительного варианта осуществления изобретения. Тем не менее, использованные термины либо приведенные чертежи не могут быть истолкованы как ограничивающие изобретение решения из уровня техники, так как термины и чертежи приведены лишь в качестве примера, а не для того, чтобы ограничить объем настоящего изобретения. Кроме того, могут быть представлены другие модификации настоящего изобретения, не выходящие за рамки объема изобретения, как указано в приложенных пунктах формулы изобретения.