CN113038867A - 用于执行与外科手术器械相关的各种功能的方法和装置 - Google Patents

Abstract

外科手术器械的一些功能可以由操作者或外科医生通过脚踏开关来执行。常见的是，在外科手术过程中，多个外科手术器械均通过一个脚踏开关来操作。结果，脚踏开关误操作的危险增大，因为可用于安放脚踏开关的空间是有限的。本发明提供一种方法和一种装置(10)，借此能以简单安全的方式执行与外科手术器械相关的各种不同功能。这是如此做到的，给脚踏开关(11)分配至少一个用于产生至少一个虚拟操作区(23)的投影仪(22)和至少一个用于检测虚拟操作区(23)的传感器(24,25)。

Description

用于执行与外科手术器械相关的各种功能的方法和装置

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于执行与外科手术器械相关的各种不同功能的装置。本发明还涉及根据权利要求12的用于致动外科手术器械的方法。

在此所述类型的外科手术器械用作在人体上进行手术检查或手术的器械。例如这种最好被设计成手持工具的器械可被用于保持或移除物体。此外，该器械可被设计成尤其是切割组织，或者在治疗或手术期间担负其它功能例如照亮体腔、拍摄照片或视频或用液体冲洗。所述外科手术器械可以是例如内窥镜、切除镜、超声发生器、冲洗泵、照相机系统、光源、再加工机等。

大部分所述器械都是手动操作或控制的。为此，所涉及的器械具有相应的装置或手柄。此外已知的是，所述外科手术器械的某些功能可以由操作者或外科医生通过脚踏开关执行。可以通过脚踏开关来扩大外科医生的手动活动空间。众所周知地，脚踏开关被用如下器械中，其也可以用脚来操作或激活。这些功能通常是简单的通断功能。作为其例子，可以提到高频发生器或超声波发生器的操作，但还有冲洗泵、光源、再加工机等的操作。

已知的脚踏开关具有至少一个踏板、优选两个踏板或脚踏板，其可由外科医生的脚来操作。在脚踏开关有两个以上踏板情况下，可以给每个踏板分配一个单独功能。为了能更好区分踏板，它们例如可用颜色被标记。除了踏板外，脚踏开关还可具有其它操作件如按钮，由此还可以扩展脚操作可能性。

为了在手术过程中不会意外致动该踏板，可以在开关周围设置侧面防踏保护机构。对于脚踏开关具有两个以上踏板的情况，这些踏板还可以通过升高的隔板被彼此分开。因此，可确保外科医生当时只能操作一个踏板，而不会意外同时踩上两个踏板。

为了通讯或供电，脚踏开关可通过电缆被连接到外科手术器械。同样可以想到的是该开关通过无线连接与外科手术器械通信。然后，脚踏开关的供电通过电池或蓄电池进行。

在治疗或手术过程中几个外科手术器械均通过一个脚踏开关被致动是很普遍的。为此，在治疗或手术之前，在治疗室地板上安装一些脚踏开关并将其与相应设备连接。特别是在使用大量的脚踏开关时，这对于操作者或外科医生而言是极其混乱的。脚踏开关误操作的风险增加。另外，用于将脚踏开关放置在治疗室中的可用空间是有限的。

由此对于本发明的存在以下目的，提供一种方法和一种装置，可借此以简单安全的方式执行与外科手术器械相关的各种不同功能。

一种用于完成该任务的装置具有权利要求1的特征。因此规定，给一种用于执行与外科手术器械相关的各种功能的装置的脚踏开关分配至少一个投影仪，通过该投影仪可以产生至少一个虚拟操作区。所述至少一个虚拟操作区可以在脚踏开关旁被投影到治疗室地板上。所投影的操作区可以是开关用符号，或是是命令例如启或停或开/关灯的投影。本发明还规定，该脚踏开关具有用于检测虚拟操作区的传感器。该传感器可以是CCD芯片或用于感知至少变化的对比度的其它传感器。通过所述至少一个传感器，例如可以感知虚拟操作区的变化并且进行处理以执行相应的功能。由投影仪生成的操作区是虚拟操作区，因为只有当其通过投影仪被投影到地板上时才能看到操作区。通过所述至少一个投影仪和至少一个传感器，可以通过至少另一个操作区扩展每个脚踏开关，确切说，不必在治疗室地板上安装附加的脚踏开关。

特别是，本发明还可以规定，具有至少一个投影仪和至少一个传感器的脚踏开关可以通过电缆或以无线方式与至少一个外科手术器械、特别是内窥镜、切除镜、高频切除镜、照相机系统、高频发生器或超声波发生器、冲洗泵、光源、再加工机等连接。因此可以规定，所述投影仪和/或传感器通过无线电或蓝牙与相应的外科手术器械或另一控制单元连接。为了在投影仪和传感器之间的无线连接而可以规定，用于信息交换的相应接收器可被分配给各自外科手术器械。在投影仪与传感器之间以及相应的外科手术器械之间的连线信息交换情况下，可以将用于传输信息还有能量的相应电缆直接连接到脚踏开关或外科手术器械。通过这样的方式，可以在上述组成部件之间出现安全可靠的接合。

优选还可以规定，虚拟操作区可被配置且特别是被编程以用于执行与外科手术器械有关的各种不同功能。因此，虚拟操作区不限于与一个或多个所述外科手术器械相关的唯一功能的执行。相反，虚拟操作区可以根据要执行的功能被重新编程，从而例如可以针对连续的治疗或手术来启动各种不同的功能。

另外，虚拟操作区可以通过不同的操作例如用脚的短暂操作或长时间操作来执行各种不同功能。通过这种方式，可以以特别灵活地使用根据本发明的装置。

本发明的另一个特别优选的实施例可以规定，可以通过所述至少一个传感器来确定由操作者特别是通过操作者的脚或姿势对虚拟操作区的操作，随后可以通过所确定的操作来启动与连接至脚踏开关的外科手术器械相关的相应功能。因此可以想到的是，不仅可以通过用脚简单操作虚拟操作区、例如遮暗操作区来启动一项功能，也可以通过姿势来启动功能。姿势例如可以是脚或手贴沿着虚拟操作区移动。因此，例如可以通过姿势根据调光器原理几乎连续地改变光源亮度。

还优选可以规定，所述至少一个投影仪和至少一个传感器可被附接在具有至少一个踏板的脚踏开关，或者所述至少一个投影仪和至少一个传感器被设计为独立操作件。可以想到的是，例如可通过将一个或多个投影仪和传感器附接至脚踏开关而将所述投影仪和传感器分配给脚踏开关。通过这种方式，已知的脚踏开关可以通过几乎任何方式被扩展在此所述的装置。但同样也可以想到，所述投影仪和传感器形成一个单独的单元并与已知的脚踏开关一起安放在地板上。另外也可以想到的是，这种用于产生带虚拟操作区的投影仪连带传感器安置在桌子上，以用于手动操作该装置。

最后还可以规定，投影仪是激光投影仪。通过用激光技术产生虚拟操作区，可以产生特别多样化的且颜色还各种各样的操作区，其可被操作者以直观且可理解的方式来使用。可以规定，所述至少一个投影仪和至少一个传感器为了供电而具有电池或蓄电池。同样可以想到，所述至少一个投影仪和至少一个传感器为了供电被连接连接至踏板。

本发明的另一个有利改进方案可以规定，可以通过虚拟操作区来执行没有安全和/或健康风险的功能例如截屏拍摄等。因此，可以避免错误使用虚拟操作区的风险。还可以规定，对于可通过虚拟操作区来执行的关键功能，首先需要致动脚踏开关的踏板或另一操作件。因此，如果事先已相应致动另一个操作件，则只可通过虚拟操作区启动该功能。通过这种融合各种操作件的操作以执行功能的方式，操作者的活动空间可被扩展到大量功能。

优选还可以想到，给脚踏开关分配用于无线读取至少一个数据存储器优选是有源RFID或无源RFID的读取器。个人专属设定或配置或用于装置使用的授权数据可被存储在数据存储器中。数据存储器可以由操作者随身携带，例如在裤子或鞋子上。一旦带有数据存储器的操作者接近脚踏开关，数据载体就被读取并且在必要时在相应授权下该脚踏开关被自动配置。因此，操作者的个人优选设定可通过快速、简单且可靠的方式被传输到脚踏开关。

一种用于完成前言所述任务的方法具有权利要求12的措施。因此本发明规定，通过操作虚拟操作区来执行与外科手术器械相关的各种不同功能。为此，尤其采用根据权利要求1至11中至少一项所述的装置。

为了操作虚拟操作区而规定，虚拟操作区通过操作者的脚或手来操作。附加操作区一方面可以确定用于执行几乎所有功能，另一方面可以以简单方式被操作。通过将操作区投影到不同表面或在不同位置创建操作区的灵活方式，外科手术器械可以通过很简单可靠的方式来操作。

还可以规定，虚拟操作区或脚踏开关依据存储在数据存储器且最好是有源RFID或无源RFID中的个人专属数据且特别是授权数据被自动配置。个人专属设定或配置或用于装置使用的授权数据被存储在数据存储器中。数据存储器由操作者随身携带。一旦带有数据存储器的操作者接近脚踏开关，数据载体就被读取并且脚踏开关在或许相应授权下被自动配置。

以下，参考附图来更详细解释本发明的优选实施例。在附图的唯一图中示意性示出了具有脚踏开关和虚拟操作区的装置。

为了致动该外科手术器械，除了手动致动机构外，也可以使用用脚致动的致动机构。通过使用这种脚踏开关，操作者或外科医生的活动空间被扩大。在外科医生能手动执行功能例如像组织切割、缝合等的同时，可以通过致动脚踏开关来执行与外科手术器械有关的其它功能、诸如控制照明机构或拍摄照片或视频。在此，脚踏开关一般位于治疗室或手术室的地板上。

附图示出了具有脚踏开关11的装置10。如图所示的脚踏开关11具有两个脚踏板或踏板12、13。但也可以规定，脚踏开关11只有一个踏板或有超过两个的踏板。通常，可以通过或许用颜色标记的这些踏板12、13来执行与外科手术器械有关的各种不同功能。在此，踏板12、13可以是按钮，其通过操作者的脚或脚尖的略微施压来启动相应功能。

为了简单使用，踏板12、13被如此安置在框架或壳体14上，即，它们至少近似是平地状的。即，当脚踏开关11的壳体14被放置在地板15上时，可通过操作者的脚的略微弯曲来够到踏板12、13。

为了外科医生在治疗过程或手术过程中不会从两个踏板12、13之一误滑到另一个踏板12、13或同时操作两个踏板12、13，它们分别通过一个隔板16、17被相互分开。隔板16、17可以是壳体的组成部分并在高度上高出踏板12、13。类似的隔板18、19可相对于踏板12、13布置在隔板16、17的相对侧，它们尤其能为外科医生用作致动踏板12、13的取向助手。对于在地板15上并排布置有多个脚踏开关11的情况，隔板18、19也能防止外科医生在操作一个踏板12、13时滑到相邻脚踏开关11的踏板上或意外操作两个相邻脚踏开关的踏板。

在如图所示的脚踏开关11的实施例中，在两个踏板12、13之间或在两个隔板16、17之间布置有呈按钮20形式的另一致动件。按钮20也通过两个隔板16、17与两个踏板12、13分隔开，因而能几乎排除按钮20与其中一个踏板12、13一起被偶然操作。通过按钮20，可以执行与连接脚踏开关11的外科手术器械有关的其它功能。根据情况或根据当前要求，可通过致动按钮20被启动的功能和可通过踏板12、13被启动的功能可以用不同的功能来选用。因此可以想到的是，对于每次治疗或每次手术，踏板12、13的和按钮20的功能被重新选用。另外可以想到，某些功能只能通过组合式操作按钮20与踏板12、13中的一个或两个来执行。因而可以规定，只有在先前短暂地或达到一定持续时间地致动按钮20时，才能由踏板12启动某个功能。为了提供电能而可以规定，脚踏开关11通过电缆21连接到电源或相应的外科手术器械。替代地或附加地也可以想到的是，脚踏开关11由电池或蓄电池来供应电能。

除供电之外，电缆21也可以被用于在脚踏开关11与例如外科手术器械或控制单元之间交换信息。除了在脚踏开关11和另一装置之间的连线通信外还可以规定，信息传输能以无线方式、即通过蓝牙、WLAN、无线电等进行。无线通信以及由电池给装置10供电的优点是不需要特别是鉴于治疗室地板15上的空间有限而造成干扰的其它电缆。

如图所示的装置10具有安置在脚踏开关11上的投影仪22。例如可被设计为激光投影仪的投影仪22在地板15上产生虚拟操作区23。虚拟操作区23可被理解为用于执行与外科手术器械有关的另一功能的附加操作区。就像脚踏开关11的踏板12、13一样，操作区23也可以用脚来操作。因此规定，投影仪22例如在地板15上投影一个操作区23以便调节照明机构亮度或执行照片拍摄。为此，可以在地板15上投影相应的符号或命令。视所期望的功能或要求的不同，可以如此预先设定投影仪22，即，其将相应的投影或虚拟操作区23投影到地板15上。

虚拟操作区23被至少一个传感器24检测。传感器24例如可以是CCD芯片或照相机。一旦虚拟操作区23改变或变暗，这可通过传感器24被识别为由外科医生的脚致动该操作区23。然后，通过传感器24以无线或连线的方式将虚拟操作区23的这种感知操作传递给相应的控制装置或相应的外科手术器械，并启动相应的功能。虚拟操作区的操作还可以通过第二传感器25来区分，第二传感器的设计类似于传感器24。因此可以想到的是，不仅感知虚拟操作区23的外观变化，还感知脚的姿势，例如脚在地板15上贴沿移动。通过所述姿势或脚在地板15上的贴沿移动，例如发光机构的亮度可被连续改变。

在如图所示的装置10的实施例中，投影仪22和传感器24、25通过壳状承载件26与脚踏开关11相连。完全一样地可以规定，投影仪22和传感器24、25被直接集成到脚踏开关11的壳体14中。此外，本发明还可以规定，承载件26和投影仪22及传感器24、25一起与脚踏开关11拆分开地被安放在地板15上。

本发明的一个实施例可以规定，具有投影仪22和传感器24、25的多个这样的脚踏开关11或具有投影仪22和传感器24、25的多个这样的承载件26被安放在地板15上，以执行与各种外科手术器械相关的各种不同功能。

踏板12、13和/或按钮20与虚拟操作区23的功能组合也是可以想到的。与如上针对按钮20所示完全一样地也可以想到，仅当按钮20和/或其中一个踏板12、13已在先被致动时，才能执行虚拟操作区23的功能。通过这种将各种不同输入机构的操作组合的方式，可以执行与外科手术器械相关的许多不同功能，确切说不必在地板15上安放其它的空间密集的脚踏开关。

附图标记列表

10 装置

11 脚踏开关

12 踏板

13 踏板

14 壳体

15 地板

16 隔板

17 隔板

18 隔板

19 隔板

20 按钮

21 电缆

22 投影仪

23 操作区

24 传感器

25 传感器

26 承载件

Claims (14)

1.一种用于执行与外科手术器械相关的各种不同功能的装置(10)，所述外科手术器械例如是内窥镜、切除镜、高频切除镜、照相机系统、高频发生器或超声波发生器、冲洗泵、光源、再加工机等，其中，所述功能能通过致动所述装置(10)上的脚踏开关(11)来执行，其特征在于，所述脚踏开关(11)具有至少一个投影仪(22)和至少一个传感器(24,25)，所述至少一个投影仪(22)用于产生至少一个虚拟操作区(23)，所述至少一个传感器(24,25)用于检测虚拟所述操作区(23)。

2.根据权利要求1所述的装置(10)，其特征在于，具有所述至少一个投影仪(22)和所述至少一个传感器(24,25)的所述脚踏开关(11)能通过电缆(21)或以无线方式连接至至少一个外科手术器械，所述外科手术器械特别是内窥镜、切除镜、高频切除镜、照相机系统、高频发生器或超声波发生器、冲洗泵、光源、再加工机等。

3.根据权利要求1或2所述的装置(10)，其特征在于，用于执行与所述外科手术器械相关的各种不同功能的所述虚拟操作区(23)是能够配置的，尤其是能够编程的。

4.根据前述权利要求中任一项所述的装置(10)，其特征在于，通过所述至少一个传感器(24,25)能确定由操作者尤其通过该操作者的脚或姿势对所述虚拟操作区(12)的致动，并且通过所述致动能启动与所述脚踏开关(11)相连的所述外科手术器械相关的相应功能。

5.根据前述权利要求中任一项所述的装置(10)，其特征在于，所述至少一个投影仪(22)和所述至少一个传感器(24,25)能被附接至具有至少一个踏板(12,13)的脚踏开关(11)，或者所述至少一个投影仪(22)和所述至少一个传感器(24,25)被设计为单独操作件。

6.根据前述权利要求中任一项所述的装置(10)，其特征在于，为了在所述传感器(24,25)与所述外科手术器械之间以无线方式传输信息，所述外科手术器械被分配有用于发送和/或接收所述信息的接收器。

7.根据前述权利要求中任一项所述的装置(10)，其特征在于，所述投影仪(22)是激光投影仪。

8.根据前述权利要求中任一项所述的装置(10)，其特征在于，所述至少一个投影仪(22)和所述至少一个传感器(24,25)具有自己的能量源或者被接合至所述脚踏开关(11)的能量供应装置，所述能量源优选是电池或蓄电池。

9.根据前述权利要求中任一项所述的装置(10)，其特征在于，通过所述虚拟操作区(23)执行没有安全危险和/或健康危险的功能例如截屏拍摄等。

10.根据前述权利要求中任一项所述的装置(10)，其特征在于，仅在致动所述脚踏开关(11)的踏板(12,13)或其它操作件之后才能通过所述虚拟操作区(23)执行功能。

11.根据前述权利要求中任一项所述的装置(10)，其特征在于，所述脚踏开关(11)具有用于无线读取至少一个数据存储器、优选是有源或无源RFID的读取器，其中，在所述数据存储器上能存储个人专属设定或配置或针对所述装置(10)使用的授权数据。

12.一种用于致动外科手术器械的方法，所述外科手术器械例如是内窥镜、切除镜、高频切除镜、照相机系统、高频发生器或超声波发生器、冲洗泵、光源、再加工机等，其特征在于，尤其根据权利要求1至11中任一项所述地通过致动虚拟操作区(23)来执行与所述外科手术器械相关的各种不同功能。

13.根据权利要求12所述的用于致动外科手术器械的方法，其特征在于，所述虚拟操作区(23)通过操作者的脚、手或姿势来操作。

14.根据权利要求12或13所述的用于致动外科手术器械的方法，其特征在于，所述虚拟操作区(23)或脚踏开关(11)依据个人专属数据、尤其是授权数据被自动配置，所述个人专属数据被存储在数据存储器上且优选存储在有源RFID或无源RFID上且以无线方式被读取。

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