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Die Erfindung betrifft eine Kollisionssensoreinrichtung für eine medizintechnische Vorrichtung und medizintechnische Vorrichtung sowie eine medizintechnische Vorrichtung mit wenigstens einer solchen Kollisionssensoreinrichtung.
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Medizintechnische Vorrichtungen, insbesondere solche mit wenigstens einer bewegten Komponente, bergen ein gewisses Risiko, dass Komponenten der Vorrichtung miteinander kollidieren oder gar Personen auf unerwünschte Weise mit Komponenten in Berührung kommen. Daher wurde im Stand der Technik bereits vorgeschlagen, zum Personen- und Maschinenschutz Kollisionssensoren zu verwenden, die einen Kontakt eines Teils der medizintechnischen Vorrichtung mit anderen Komponenten der medizintechnischen Vorrichtung oder einer Person detektieren können. Diese Gefahrensituation wird in einer Steuereinrichtung der medizintechnischen Vorrichtung festgestellt und sorgt für entsprechende Maßnahmen, beispielsweise das Anhalten einer Bewegung einer bewegbaren Komponente der medizintechnischen Vorrichtung und/oder die Ausgabe von Warnhinweisen.
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Eine weitere Anforderung im Bereich der medizintechnischen Vorrichtungen ist die Robustheit und Desinfizierbarkeit von Kontaktteilen, die auch für Kollisionssensoren gültig ist.
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Viele im Stand der Technik bekannte Kollisionssensoren zur Kraft-, Kollisions- und/oder Druckmessung erfassen Messwerte nur punktuell und räumlich begrenzt, beispielsweise im Fall einer Kraftmessdose oder eines üblichen Drucksensors. Zwar sind grundsätzlich Kollisionssensoreinrichtungen zur flächigen Detektion bekanntgeworden, beispielsweise in der Sicherheitstechnik verwendete Schaltmatten und Schaltleisten sowie taktile Fußböden zur Detektion, ob beispielsweise ältere Menschen am Fußboden liegen. Allerdings erfüllen die vorgestellten Sensorprinzipien nicht die bei medizintechnischen Vorrichtungen vorliegenden Zusatzanforderungen, insbesondere an die Desinfizierbarkeit und die Robustheit.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine flächige Kollisionssensoreinrichtung für eine medizintechnische Vorrichtung zu schaffen, die über eine größere Fläche Kontakte detektieren kann und sonstige Voraussetzungen im Bereich der Medizintechnik erfüllt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß eine Kollisionssensoreinrichtung für eine medizintechnische Vorrichtung vorgesehen, umfassend in einem mehrschichtigen, flächigen Aufbau
- – eine zwei durch eine Abstandshalterschicht getrennte Sensorschichten aufweisende Sensorstruktur,
- – wenigstens eine an eine Sensorschicht anschließende, einen Nachlaufweg zur Verfügung stellende Knautschschicht und
- – eine an einer im Einbauzustand der Kollisionssensoreinrichtung der medizintechnischen Vorrichtung abgewandten Seite vorgesehene äußere Oberflächenschicht.
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Die Erfindung nutzt aus, dass moderne Sensortechnologien bekannt wurden, die die Ausbildung von flächigen Sensorschichten erlauben, welche bevorzugt textile Schichten sind, die besonders vorteilhaft in einem Schichtaufbau mit einer Oberflächenschicht kombiniert werden können, welche medizintechnische Anforderungen realisierbar macht. Entsprechend wird eine einfache, flächige Kollisionssensoreinrichtung vorgeschlagen, die nach einer Art „Sandwich“ durch Zusammenfügen verschiedener Materialien, insbesondere von Geweben und Stoffen, in verschiedenen Dichten aufgebaut ist, um verschiedene in der Medizintechnik benötigte Eigenschaften realisieren zu können. So ermöglicht die Verwendung einer Oberflächenschicht die Realisierung von Anforderungen zur Desinfektion und Robustheit, aber auch im Hinblick auf das optische Erscheinungsbild, beispielsweise die Farbe. Eine Knautschschicht stellt Nachlaufwege zur Verfügung, die bei einer stattfindenden Kollision vor einer Beschädigung einen Puffer bilden, der ein rechtzeitiges Reagieren einer Steuereinrichtung und/oder einer durch einen Warnhinweis gewarnten Person ermöglicht. Durch die neben der Sensorstruktur vorhandenen Schichten sind mithin die Anforderungen aus der Medizintechnik entsprechend leicht zu realisieren.
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Mithin wird zusammenfassend die Verwendung eines „Sandwich“-Aufbaus für die flexible Realisierung der Eigenschaften von taktilen Sensoreinrichtungen (Kollisionssensoreinrichtungen) für den Kollisionsschutz in der Medizintechnik vorgeschlagen.
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Damit können flächige Kollisionssensoreinrichtungen beliebiger Fläche realisiert werden, beispielsweise im Bereich von 5 × 5 cm bis zur Verkleidung ganzer Komponenten, beispielsweise Roboterarme, der medizintechnischen Vorrichtung. Dabei ist die Höhe des Schichtaufbaus, nachdem es sich um eine flächige Einrichtung handelt, deutlich kleiner als ihre sonstigen Begrenzungen, insbesondere der Umfang. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Umfang der Oberfläche des Schichtaufbaus das Fünfzigfache der Höhe übersteigt. Die Höhe der Schichten insgesamt kann, abhängig hauptsächlich von der Höhe der Knautschschicht, insbesondere 5 mm bis 5 cm übertragen.
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Die Sensorstruktur kann beispielsweise eine Dicke von 2 bis 8 mm aufweisen, deren größter Anteil von der Abstandshalterschicht stammt. Selbstverständlich sind jedoch auch andere Dicken und Größen je nach Anwendungsgebiet denkbar.
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Ersichtlich weist die erfindungsgemäße Kollisionssensoreinrichtung eine Sensorstruktur auf, die zwei Sensorschichten und eine Abstandshalterschicht umfasst. Dabei sind zwei grundsätzliche Ausgestaltungen im Rahmen der vorliegenden Erfindung zu unterscheiden, wobei in der ersten Ausgestaltung die Sensorstruktur nur einen einzigen Sensor bildet, in einer weiteren Ausgestaltung durch die Sensorstruktur jedoch zwei Sensoren realisiert sind.
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So kann im Rahmen der ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass die Sensorschichten Teil eines gemeinsamen Sensors bilden, insbesondere eines kapazitiven und/oder resistiven und/oder induktiven, eine Veränderung des Zustands der wenigstens von den teilweise leitfähigen Sensorschichten eingeschlossenen Abstandshalterschicht messenden Sensors. In diesem Fall wird durch die Sensorstruktur also ein Kollisionssensor gebildet, bei dem die Abstandshalterschicht bereits konstruktiv benötigt wird. Die Abstandshalterschicht trennt dabei zwei insbesondere wenigstens teilweise elektrisch leitfähige Sensorschichten voneinander, wobei der zwischen den Sensorschichten existierende elektrische Widerstand, die Kapazität bzw. die Induktivität abhängig von der Dicke der Abstandshalterschicht sind, welche wiederum bei Belastung geeignet verändert wird, wobei beispielsweise eine Abstandshalterschicht mit Hohlräumen verwendet werden kann oder auch jede andere elastisch komprimierbare Abstandshalterschicht. Dabei sind auch Ausgestaltungen bekannt geworden, in denen Widerstandsfäden verwendet werden, die abhängig von ihrer Dehnung unterschiedliche Widerstände aufweisen. Bei den so beschriebenen Sensorprinzipien kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Abstandshalterschicht stauhärter als die Knautschschicht ist, insbesondere um sie dünner zu halten und/oder einen größeren Bereich von einwirkenden Drucken vermessen zu können.
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Eine weitere, bevorzugte zweite Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass beide Sensorschichten einen eigenen, getrennte Messdaten liefernden Sensor bilden. In diesem Fall sind also zwei separat arbeitende Sensoren durch eine Abstandshalterschicht getrennt, die eine gegenseitige Störung der Messung vermeidet und gegebenenfalls auch einen Nachlaufweg realisieren kann, wenn die beiden Sensoren einer gestuften Auslösung von Maßnahmen bei einer Kollision dienen. Prinzipiell sind also zwei Vorteile bei der Verwendung unterschiedlicher Sensoren, welche bevorzugt auf unterschiedlichen Sensorprinzipien basieren, gegeben. Zum einen ist insgesamt eine Redundanz der Messung gegeben, das bedeutet, die Sensordaten der Sensoren erlauben eine gegenseitige Plausibilisierung und/oder die Detektion einer Kollision auch dann, wenn nur einer der Sensoren anschlägt, da beispielsweise das andere Messprinzip nicht betroffen ist. Andererseits erlauben aber die beiden Sensoren, die in einem derartigen Fall auch nach dem gleichen Sensorprinzip arbeiten können, eine gestufte Auslösung, wenn die Abstandshalterschicht einen gewissen, definierten Nachlaufweg zur Verfügung stellt. Des Weiteren kann durch unabhängige Sensorschichten mit kontinuierlichem kraftabhängigen Signalausgang die Integrität des gesamten Sensorsystems überprüft werden und damit ein erster Fehler sicher erkannt werden. Damit sind die sicherheitstechnischen Anforderungen für medizinische Geräte zu erfüllen.
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In der gestuften Auslösung kann eine Steuereinrichtung der medizintechnischen Vorrichtung feststellen, dass zunächst der näher an der Oberflächenschicht liegende Sensor anspricht. In diesem Fall kann eine erste Auslösestufe festgestellt werden, in der beispielsweise zunächst ein Warnhinweis ausgegeben wird und/oder die Bewegung einer automatisch bewegten Komponente der medizintechnischen Vorrichtung verlangsamt wird. Schlägt dann nach einer gewissen Zeit auch der zweite Sensor an, ist eine zweite Auslösestufe erreicht, bei der dann beispielsweise eine automatische Bewegung einer Komponente endgültig gestoppt werden kann und/oder ein verstärkter Warnhinweis ausgegeben werden kann, insbesondere wenn seitens der Steuereinrichtung kein Einfluss auf den Kollisionsvorgang besteht.
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Mithin sieht eine konkrete Ausgestaltung vor, dass die beiden durch die Sensorschichten realisierten Sensoren auf unterschiedlichen Sensorprinzipien aufbauen, wobei dies auch dann möglich ist, wenn eine gestufte Auslösung realisiert werden soll, da auch dann die Redundanz gegeben bleibt. Dabei sind durchaus auch Sensorprinzipien bekannt, für denen die einzelnen Sensorschichten in Unterschichten unterteilt sein müssen, beispielsweise eine obere leitfähige Unterschicht, eine Zwischenschicht und eine untere leitfähige Unterschicht, um in einer Sensorschicht einen eigenen Sensor nach dem kapazitiven, resistiven oder induktiven Sensorprinzip zu realisieren, wie sie bereits angesprochen worden sind.
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Für beide Ausgestaltungen ist festzuhalten, dass dank dem vorgesehenen Schichtaufbau eine flache Realisierung auch bei der wenigstens drei Schichten umfassenden Sensorstruktur möglich bleibt, die Kollisionssensoreinrichtung mithin flach genug bleibt, um an den entsprechenden Komponenten der medizintechnischen Vorrichtung angeordnet zu werden.
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Besonders zweckmäßig ist es in allen Fällen, wenn die Sensorschichten aus einem textilen Material gebildet sind. Als Sensorprinzipien können, wie bereits angedeutet wurde, verschiedene im Stand der Technik bereits vorgeschlagene Messprinzipien eingesetzt werden. So kann vorgesehen sein, dass ein kapazitives und/oder ein resistives und/oder ein induktives und/oder ein auf einer Lichtstreuung in wenigstens einem abhängig von einem auf die Kollisionssensoreinrichtung wirkenden Druck eine veränderliche Größe aufweisenden Hohlraum in den Sensorschichten basierendes Sensorprinzip verwendet wird. Für alle diese Messprinzipien wurden bereits textile Materialien, die in den Sensorschichten verwendet werden können, vorgeschlagen. So sind bei auf kapazitiven, resistiven und induktiven Messprinzipien basierenden Sensoren leitfähige Schichten erforderlich, wobei zumindest teilweise leitfähige textile Materialien im Stand der Technik bereits bekannt sind, welche beispielsweise mit leitfähigem Material, insbesondere Kohlenstoffnanoröhren, beschichtete Fäden, einzelne eingeschobene Fäden und dergleichen aufweisen können. Auch leitfähige Vliese sind bereits bekannt geworden. Die Verwendung bestickter Stoffe, wobei die Bestickung mit einem leitfähigen Material erfolgt, ermöglicht eine besonders einfache Realisierung eines ortsaufgelösten Sensors, in dem eine Art Matrixstruktur in der entsprechenden Sensorschicht realisiert wird. Dies ist jedoch auch bei anderen wenigstens teilweise leitfähigen textilen Materialien möglich. Auch für Sensorprinzipien, die auf Lichtstreuung in Hohlräumen beruhen, wie sie beispielsweise durch
DE 698 08 293 T2 beschrieben sind, wurden bereits elastische und/oder textile Materialien vorgeschlagen, beispielsweise unter dem Markennamen „Kinotex“. Textile Materialien für die Sensorschichten haben den Vorteil der einfachen Verarbeitung mit Methoden der Textilverarbeitung, worauf im Folgenden noch näher eingegangen werden wird.
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Die Abstandshalterschicht kann zweckmäßigerweise aus einem Abstandsgewirk und/oder einem Schaumstoff gebildet sein. Abstandsgewirke sind im Stand der Technik bereits bekannt und stellen doppelflächige Textilien dar, bei denen abstandshaltende Verbindungsfäden, sogenannte Polfäden, die Außenflächen auf Abstand halten. Auch die Verwendung von Schaumstoff ermöglicht im Übrigen die Realisierung definierter Nachlaufwege oder Elastizitätseigenschaften.
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Dabei sei an dieser Stelle nochmals darauf hingewiesen, dass es besonders vorteilhaft ist, wenn der oder wenigstens einer der durch die Sensorstruktur gebildeten Sensoren zur ortsaufgelösten Messung ausgebildet ist, wofür im Stand der Technik bereits geeignete Prinzipien existieren. Bei auf elektrischen bzw. magnetischen Wechselwirkungen basierenden Sensorprinzipien ist es denkbar, strukturierte leitfähige Schichten zu realisieren, beispielsweise Matrixstrukturen aufzubringen, die eine Lokalisierung von gemessenen Signalen erlauben. Bei auf dem Sensorprinzip der Lichtstreuung in Hohlräumen basierende Sensorschichten können an verschiedene Stellen Lichtleiter geführt werden, so dass auch dort eine ortsaufgelöste Messung denkbar ist. Hierbei ist gegebenenfalls die Hohlraumstrukturierung entsprechend anzupassen.
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Vorzugsweise schließt die oder eine der wenigstens einen Knautschschicht auf der im Einbauzustand der medizintechnischen Vorrichtung zugewandten Seite an die Sensorstruktur an. Hierdurch wird erreicht, dass die Sensitivität der Sensorstruktur auf Drücke möglichst erhalten bleibt, während gleichzeitig dem Sensor nachgelagert ein Nachlaufweg realisiert wird, der Verletzungen und/oder Beschädigungen vermeiden kann. Dabei ist es im Übrigen auch denkbar, dass die oder eine der wenigstens einen Knautschschicht auf der im Einbauzustand der medizintechnischen Vorrichtung abgewandten Seite an die Sensorstruktur anschließt, so dass ein Schutz der Sensorstruktur, konkret der Sensorschichten, gegeben ist, falls Derartiges notwendig ist.
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Auch die Knautschschicht kann zweckmäßigerweise aus einem Abstandsgewirk oder einem Schaumstoff bestehen. Dabei weist die Knautschschicht im Allgemeinen eine einem bestimmten Nachlaufweg entsprechende Dicke auf, kann also beispielsweise zwischen 0,5 bis 4 cm dick sein. Bei entsprechenden Nachlaufwegen sind auch andere Dicken von Knautschschichten denkbar, was auch abhängig von der Stauhärte des Materials ist.
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Bezüglich der Oberflächenschicht kann zweckmäßigerweise vorgesehen sein, dass sie aus einem reinigbaren und/oder desinfizierbaren Material, insbesondere Kunstleder, besteht und/oder eine Dicke von 1 bis 10 mm aufweist. Kunstleder bietet sich als robustes, reinigbares und insbesondere auch desinfizierbares Material besonders an, um die gewünschten Anforderungen von medizintechnischen Vorrichtungen zu realisieren, wobei auch hier alternative Wahlen für das Material der Oberflächenschicht möglich sind. Beispielsweise könne gummiartige Oberflächen aus Kunststoff durch Beschichtungs- und/oder Verschweißungsverfahren als Oberflächenschicht realisiert werden, welche ebenso eine hohe Robustheit und die gewünschte Desinfizierbarkeit aufweisen.
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Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass alle Schichten textile Schichten und/oder durch textile Verbindungsverfahren, insbesondere Laminieren und/oder Kaschieren, verarbeitbare Schichten sind und/oder klebend verbunden sind. Auf diese Weise kann der Sandwich-Aufbau geschaffen werden, indem die einzelnen Schichten durch Methoden der Textilindustrie, insbesondere kaschieren und laminieren, verbunden werden, mithin klebend zusammengehalten werden. Alternativ ist es auch denkbar, dass die Schichten durch Nähen und/oder Sticken verbunden werden, beispielsweise also vernäht sind. Insgesamt ermöglicht dies eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung der Kollisionssensoreinrichtung. Dabei wird darauf hingewiesen, dass auch der für die Abstandshalterschicht und die Knautschschicht vorgeschlagene Schaumstoff hervorragend geeignet ist, um mit den entsprechenden Methoden der Textilindustrie mit weiteren Schichten verbunden zu werden.
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Insbesondere weist die Kollisionssensoreinrichtung auch vom verwendeten Sensorprinzip abhängige Auslesekomponenten auf, über die die von den Sensoren gemessenen Sensordaten an eine geeignete Steuereinrichtung der medizintechnischen Vorrichtung gelangen.
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Neben der Kollisionssensoreinrichtung betrifft die vorliegende Erfindung auch eine medizintechnische Vorrichtung, aufweisend wenigstens eine Kollisionssensoreinrichtung der erfindungsgemäßen Art und eine Sensordaten der Kollisionssensoreinrichtung auswertende Steuereinrichtung. Sämtliche Ausführungen zur erfindungsgemäßen Kollisionssensoreinrichtung lassen sich analog auf die medizintechnische Vorrichtung übertragen, mit der ebenso die genannten Vorteile erhalten werden können.
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Dabei kann die medizintechnische Vorrichtung insbesondere wenigstens eine bewegte Komponente, aufweisen, wobei bevorzugt wenigstens die bewegte Komponente mit wenigstens einer Kollisionssensoreinrichtung versehen ist. Nachdem es sich um eine flächige Kollisionssensoreinrichtung handelt, ist es im Übrigen auch denkbar, dass wenigstens eine bewegliche Komponente der medizintechnischen Vorrichtung mit der Kollisionssensoreinrichtung verkleidet ist. Jedoch können auch an nicht bewegten Komponenten der medizintechnischen Vorrichtung, die in Kontakt mit anderen Komponenten und/oder auch vorrichtungsexternen Gegenständen, beispielsweise Liegen, Stühlen und dergleichen, kommen können, Kollisionssensoreinrichtungen vorgesehen sein, insbesondere jedoch an Komponenten, die ungewollt mit einem Patienten oder sonstigen Personen in Kontakt kommen können. Besonders bevorzugt ist im Übrigen eine Ausgestaltung, in der der Sensor der Kollisionssensoreinrichtungen zur ortsaufgelösten Messung ausgebildet ist, nachdem dann eine größere, genauere Informationsbasis in der Steuereinrichtung vorliegt, die die entsprechenden Maßnahmen, sei es die Ausgabe von Warnhinweisen und/oder die Veränderung der Bewegungssteuerung von bewegbaren Komponenten der medizintechnischen Vorrichtung, vornehmen kann.
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Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung sieht im Übrigen vor, dass bei einer zwei durch die Abstandshalterschicht getrennte Sensoren aufweisende Kollisionssensoreinrichtung die Steuereinrichtung zur Auswertung der Sensordaten des der Oberflächenschicht näheren Sensors im Hinblick auf eine erste Auslösestufe und der Sensordaten des anderen Sensors im Hinblick auf eine zweite Auslösestufe und/oder, insbesondere bei Verwendung unterschiedlicher Sensorprinzipien, zur Plausibilisierung der Sensordaten gegeneinander ausgebildet ist. Beispielsweise kann in einer ersten Auslösestufe die Bewegung von Komponenten bereits verlangsamt werden, während in der zweiten Auslösestufe dann ein vollständiger Halt der Komponenten erfolgt. Auch unterschiedliche Warnstufen sind denkbar.
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Die medizintechnische Vorrichtung kann insbesondere eine Bildaufnahmeeinrichtung und/oder sonstige Messeinrichtung zur Aufnahme von Daten des Patienten sein, da in der Nähe solcher Vorrichtungen häufig mit Patienten oder benutzten Gegenständen gearbeitet bzw. hantiert wird. Konkret kann es sich bei der medizintechnischen Vorrichtung beispielsweise um eine Röntgeneinrichtung mit einem C-Bogen handeln, nachdem besonders bei C-Bögen mit mehreren Freiheitsgraden eine gewisse Kollisionsgefahr gegeben ist. Auch medizintechnische Vorrichtungen, die wenigstens eine sonstige bewegbare Komponente aufweisen, insbesondere einen Roboterarm, sind ein bevorzugtes Anwendungsgebiet für die erfindungsgemäße Kollisionssensoreinrichtung.
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Dabei sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass grundsätzlich auch nicht zur Erfindung gehörige Ausführungsformen denkbar sind, die nur Teilaspekte der vorliegenden Erfindung umsetzen, beispielsweise Kollisionssensoreinrichtungen, die in einem Schichtaufbau nur eine einzige Sensorschicht und eine Knautschschicht, nur eine einzige Sensorschicht und eine Oberflächenschicht, sowie schließlich nur eine einzige Sensorschicht, eine Knautschschicht und eine Oberflächenschicht aufweisen. Ein Teil der Vorteile der vorliegenden Erfindung kann auch mit derartigen Kollisionssensoreinrichtungen erreicht werden.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
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1 eine Kollisionssensoreinrichtung in einer ersten Ausführungsform,
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2 eine Kollisionssensoreinrichtung in einer zweiten Ausführungsform, und
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3 eine erfindungsgemäße medizintechnische Vorrichtung.
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1 zeigt eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Kollisionssensoreinrichtung 1, die bereits auf eine Oberfläche 2 einer medizintechnischen Vorrichtung 3 aufgebracht ist. Dabei werden der Einfachheit halber zum Auslesen vorgesehene Auslesekomponenten der Kollisionssensoreinrichtung hier nicht dargestellt, abhängig vom Sensorprinzip sind sie jedoch selbstverständlich vorhanden, um die Sensordaten einer Steuereinrichtung der medizintechnischen Vorrichtung 3 zuzuführen. Ersichtlich ist die Kollisionssensoreinrichtung 1 durch einen flächigen Schichtaufbau gebildet, dessen Kernstück eine durch eine erste Sensorschicht 4 und eine zweite Sensorschicht 5, die durch eine Abstandshalterschicht 6 getrennt sind, gebildete Sensorstruktur ist. Eine Knautschsicht 7 ist zwischen der Sensorstruktur und der Oberfläche 2 vorgesehen, während die Kollisionssensoreinrichtung nach außen durch eine Oberflächenschicht 8 abgeschlossen wird, die vorliegend auch seitlich den Schichtaufbau begrenzt. Die Knautschschicht 7 kann sich alternativ auch oberhalb der Sensorschicht 4 befinden.
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In diesem ersten Ausführungsbeispiel bilden die Schichten 4, 5 und 6 einen Sensor, der nach dem resistiven Sensorprinzip funktioniert. Hierzu sind die Sensorschichten 4 und 5 als wenigstens teilweise leitende textile Materialien ausgebildet, die durch die nicht oder nur schlecht leitende Abstandshalterschicht 6, hier ein Abstandsgewirk, getrennt sind. Die leitfähigen Bereiche der Sensorschichten 4 und 5 sind dabei so angeordnet, dass beim Auslesen auch eine Ortsinformation erhalten wird. Wird ein Druck auf die Oberfläche der Kollisionssensoreinrichtung 1 ausgeübt, wird die Abstandshalterschicht 6 zusammengedrückt, so dass die Sensorschichten 4 und 5 näher aneinander kommen oder sich sogar berühren, was eine entsprechende Absenkung des Widerstands zur Folge hat. Auf diese Weise können Kollisionen detektiert werden. In anderen Ausführungsbeispielen kann die Sensorstruktur auch einen kapazitiven oder induktiven Sensor bilden.
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Die Knautschschicht 7 ist aus Schaumstoff ausgebildet und stellt einen definierten Nachlaufweg zur Verfügung, um Beschädigungen bzw. Verletzungen möglichst zu vermeiden. Die Oberflächenschicht 8 ist aus einem robusten Kunstleder oder anderen geeigneten Materialien gebildet, das eine desinfizierbare Oberfläche aufweist.
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Ersichtlich sind alle Schichten Textilschichten oder zumindest durch textile Verbindungsverfahren bearbeitbare Schichten, so dass vorliegend auch die Verbindung der Schichten durch textile Verbindungsverfahren, hier laminieren und kaschieren erfolgt ist, so dass diese klebend verbunden sind.
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2 zeigt eine gegenüber 1 modifizierte zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kollisionssensoreinrichtung 1‘, bei der die Sensorschichten 4‘ und 5‘ jeweils eigene Sensoren bilden, so dass in der Sensorstruktur zwei separat arbeitende Sensoren gebildet sind. Dabei wird vorliegend in den Sensorschichten 4‘ und 5‘ ein Messprinzip genutzt, bei dem über einen Lichtleiter Licht in abhängig vom auf die Kollisionssensoreinrichtung 1‘ wirkenden Druck ihre Größe ändernde Hohlräume eingestrahlt und das gestreute Licht vermessen wird. Auch die durch die Sensorschichten 4‘ und 5‘ gebildeten Sensoren können mithin zur ortsaufgelösten Messung ausgestaltet sein.
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Eine modifizierte Variante dieser zweiten Ausführungsform sieht im Übrigen vor, dass die Sensorschichten 4‘ und 5‘ Sensoren realisieren, die auf unterschiedlichen Messprinzipien beruhen, um so eine gewisse Messredundanz zu ermöglichen. Gegebenenfalls sind dann Unterschichten in den Sensorschichten erforderlich.
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In diesem Fall stellt die Abstandshalterschicht 6 einen Nachlaufweg zur Verfügung, der für ein zeitlich versetztes Auslösen der unterschiedlichen Sensoren sorgt, so dass verschiedene Auslösestufen realisiert werden können, was im Hinblick auf 3 näher erläutert wird.
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3 zeigt beispielhaft eine erfindungsgemäße medizintechnische Vorrichtung 3, die vorliegend als eine Röntgeneinrichtung mit einem C-Bogen 9 ausgebildet ist, an dem sich gegenüberliegend ein Röntgenstrahler 10 und ein Röntgendetektor 11 angeordnet sind. Der C-Bogen 9 wird von einem über Rollen bewegbaren Ständer 12 getragen, in dem auch eine hier nur angedeutete Steuereinrichtung 13 der Röntgeneinrichtung angeordnet ist, die unter anderem eine automatische Bewegung des C-Bogens 9 steuert.
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Gezeigt ist ferner ein der medizintechnischen Vorrichtung 3 zugeordneter Patiententisch 14, auf dem ein Patient zur Untersuchung platziert werden kann.
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Ersichtlich existieren bezüglich einer Kollision von Komponenten der medizintechnischen Vorrichtung 3 mit anderen Gegenständen, beispielsweise dem Patiententisch 4, und/oder Personen verschiedene Möglichkeiten, weswegen an verschiedenen Stellen der medizintechnischen Vorrichtung 3 Kollisionssensoreinrichtungen 1, 1‘ angeordnet wurden, was aufgrund der Flächigkeit, einfachen Desinfizierbarkeit, Robustheit und den dadurch zur Verfügung gestellten Nachlaufwegen, so dass die Kollisionssensoreinrichtungen 1, 1‘ auch als Polsterung wirken, leicht möglich ist. Die Sensordaten der Kollisionssensoreinrichtungen 1, 1‘ werden von der Steuereinrichtung 13 empfangen und ausgewertet. Handelt es sich um Kollisionssensoreinrichtungen 1‘ gemäß der zweiten Ausführungsform, die mithin zwei zeitlich versetzt ansprechende Sensoren aufweisen, werden in der Steuereinrichtung 13 jeweils zwei Auslösestufen betrachtet.
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In einer ersten Auslösestufe, also dann, wenn nur der durch die äußere Sensorschicht 4‘ realisierte Kollisionssensor anspricht, wird die Bewegung der Komponente, an der die Kollisionssensoreinrichtung 1‘ angeordnet ist, zunächst verlangsamt und/oder es wird ein erster Warnhinweis ausgegeben.
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Schlägt auch der durch die weiter von der Oberflächenschicht 8 entfernt liegende Sensorschicht 5‘ realisierte Kollisionssensor an, ist eine zweite Auslösestufe gegeben, in der die Bewegung der betroffenen Komponente gänzlich gestoppt wird und/oder ein weiterer, stärkerer Warnhinweis ausgegeben wird.
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Zudem nutzt die Steuereinrichtung 13 bei Verwendung einer Kollisionssensoreinrichtung 1‘ der zweiten Ausführungsform die Daten der unterschiedlichen Sensoren einer Kollisionssensoreinrichtung 1‘ als redundante Daten beziehungsweise sich gegenseitig plausibilisierende Daten.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kollisionssensoreinrichtung
- 1´
- Kollisionssensoreinrichtung
- 2
- Oberfläche
- 3
- Vorrichtung
- 4
- Sensorschicht
- 4´
- Sensorschicht
- 5
- Sensorschicht
- 5´
- Sensorschicht
- 6
- Abstandshalterschicht
- 7
- Knautschschicht
- 8
- Oberflächenschicht
- 9
- C-Bogen
- 10
- Röntgenstrahler
- 11
- Röntgendetektor
- 12
- Ständer
- 13
- Steuereinrichtung
- 14
- Patiententisch
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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