-
Die Erfindung betrifft ein medizintechnisches Gerät mit mindestens einem Bildschirm und Verfahren zum Betreiben des medizintechnischen Geräts mit mindestens einem Bildschirm.
-
Medizintechnische Geräte sind oftmals mit Bildschirmen wie LC-Bildschirmen, TFT-Bildschirmen oder OLED-Bildschirmen ausgerüstet, die mit oder ohne Touchscreen-Funktionalität ausgeführt sein können. Neben der Anzeige von Informationen bieten Touchscreens auch eine komfortable und variable Eingabemöglichkeit für Informationen durch Fingerdruck des Bedieners auf die Touchscreenoberfläche und durch die flache Bauart auch eine leicht zu reinigende und damit hygienische Oberfläche.
-
Medizintechnische Geräte sind oftmals auch mit vielfältigen anderen Vorrichtungen zur Informationsausgabe und zur Informationseingabe ausgerüstet. So werden akustische Signale von einem Lautsprecher abgegeben. Auch optische Sensoren, wie Fingerabdruckscanner, oder Kameras zum Einlesen von vorgehaltenen Dokumenten, können Teile von medizintechnischen Geräten sein.
-
Jede dieser Vorrichtungen ist dabei ein eigenständiges Bauteil mit ansteuernder und auswertender Hardware. Somit bedeutet die Ausstattung der medizintechnischen Geräte mit Vorrichtungen der vorbenannten Art einen hohen Montageaufwand, hohe Kosten und einen im Fehlerfall hohen Wartungsaufwand. Darüber hinaus wird durch die Verwendung jeweils separater Bauelemente für die vorbenannten Vorrichtungen die Oberfläche des medizintechnischen Geräts oftmals durchbrochen, was die Reinigung der Oberfläche erschwert und auch ästhetische Nachteile haben kann.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes medizinisches Gerät derart weiterzubilden, dass es die Nachteile des Stands der Technik überwindet.
-
Nach der Lehre der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein medizintechnisches Gerät nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1, 2 oder 3 dadurch gelöst, dass das medizintechnische Gerät einen Bildschirm aufweist, der dazu ausgestaltet ist, Audiosignale abzugeben und Audiosignale in elektrische Signale zu wandeln und/oder Gegenstände, die zumindest Teilen seiner Bildschirmoberfläche vorgehalten werden, optisch zu erfassen und/oder elektromagnetische Signale zu senden und zu empfangen.
-
Des Weiteren wird nach der Lehre der Erfindung die Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 19 gelöst, wonach bei einem medizintechnisches Gerät zur Ausgabe und zum Erfassen optischer, akustischer und/oder elektromagnetischer Signale eine einzige Baugruppe benutzt wird.
-
Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Im Stand der Technik werden Bildschirme für medizintechnische Geräte überwiegend als TFT-LCD (thin film transistor liquid crystal display) ausgeführt. Hierbei handelt es sich um eine spezielle Ausführungsform von Flüssigkeitskristall Bildschirmen, bei der jeder Pixel einen eigenen Ansteuertransistor auf einem Glasträger mit einer aufgebrachten Schicht aus amorphem Silizium besitzt. Dieser Träger erstreckt sich über die gesamte Ausdehnung des Bildschirms, da jede Flüssigkristallzelle bzw. jedes Pixel raumnah durch einen Transistor geschaltet wird. Hierbei wird die Polarisationsebene der Flüssigkristallzelle gedreht, wodurch polarisiertes Licht von einer sich dahinter befindlichen Lichtquelle entweder durchgelassen, oder blockiert wird. Durch entsprechende Ansteuerung der einzelnen Pixel entsteht für den Betrachter eine bildhafte Darstellung auf dem Bildschirm.
-
Amorphes Silizium besitzt vergleichsweise schlechte Halbleitereigenschaften. So hat es eine relativ schlechte Elektronenbeweglichkeit, die durch die vielen Korngrenzen bedingt ist. Bei Anwendung von Polysilizium sind die Korngrößen zwar größer als bei amorphen Silizium, dennoch besitzt auch Polysilizium schlechte Halbleitereigenschaften, die eine Integration komplexer Elektronik schwierig machen.
-
In letzter Zeit sind TFT-LCDs auf den Markt gekommen, die eine weitere Form des Siliziums, das „Continuous Grain”-Silizium (CG-Si) verwenden. Dieses CG-Si kommt in seinen Eigenschaften schon dem monokristallinen Silizium relativ nahe. CG-Si hat gegenüber amorphen Silizium oder Polysilizium größere und gleichmäßigere Kristalle, wodurch die Elektronenbeweglichkeit um bis zu 600mal höher ist als bei amorphen Silizium. Durch die deshalb bessere Leitfähigkeit integrierter Bauteile können diese bei gleicher Leistungsfähigkeit viel kleiner dimensioniert werden. Die CG-Si Technologie ermöglicht aktuell Transistorgrößen von 3 μm (minimale Gatelänge eines Feldeffektransistors), durch die weitere Entwicklung der Technologie wird die minimale Transistorgröße weiter sinken. So können bei der Verwendung von CG-Si neben den Ansteuertransistoren für die Flüssigkeitskristallzellen auch komplexe Elektronikgruppen und Sensoren auf dem Trägerglas integriert werden. Die
US2003151600A offenbart beispielsweise ein solches Display mit Continuous Grain Technologie, wo zumindest Teile eines Transceivers und zumindest Teile eines Systemcontrollers zusammen mit der Ansteuerelektronik der Flüssigkristallzellen eines LC-Displays auf einem Substrat integriert sind.
-
Bildschirme, die neben der Anzeige optischer Informationen und der einer konventionellen Touchscreenfunktionialität noch weitere Funktionen beinhalten, werden im Folgenden Multifunktionsdisplay genannt. Dabei ist es unerheblich, ob das Multifunktionsdisplay auf Basis der CG-Si Technologie aufgebaut ist. Wesentlich ist, dass die zugrunde liegende Technologie die Integration weiterer elektronischer Bauelemente auf der selben halbleitenden Schicht möglich macht, auf der auch die Ansteuerbauelemente zur Ansteuerung der bilderzeugenden Vorrichtungen integriert sind. Diese weiteren elektronischen Bauelemente können zur Ansteuerung vielfältiger anderer Vorrichtungen als der bilderzeugenden Vorrichtungen benutzt werden. Hierbei sind die bilderzeugenden Vorrichtungen alle Vorrichtungen, die verwendet werden, um ein Bild anzuzeigen, beispielsweise im Falle eines LCDs also die Transistoren, die die Flüssigkristallzellen ansteuern und alle dazu notwendige weitere Vorrichtungen, beispielsweise Treiberschaltungen.
-
Dies eröffnet eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten für medizintechnische Geräte.
-
Im Folgenden soll stellvertretend für ein medizintechnisches Gerät ein Dialysegerät, das als Hämodialysegerät oder als Gerät zur automatischen Peritonealdialyse ausgeführt sein kann, stehen. Dem Fachmann ist klar, dass die Erfindung ohne weiteres Zutun bei jedem medizintechnischem Gerät zur Anwendung kommen kann.
-
Ein Dialysegerät dient zur Behandlung eines an Niereninsuffizienz leidenden Menschen. Hierbei werden Giftstoffe und Wasser durch ein technisches Verfahren aus dem Blut des Patienten entfernt. Eine wesentliche Aufgabe der Nieren des Menschen liegt in der Absonderung harnpflichtiger Stoffe aus dem Blut und der Regelung der Wasserausscheidung und des Elektrolyt-Haushalts. Die Hämodialyse stellt ein Behandlungsverfahren zur Kompensation von Fehlfunktionen dar.
-
Das Blut wird bei der Hämodialyse in einem extrakorporalen Kreislauf durch die Blutkammer eines Dialysators geleitet, die über eine semipermeable Membran von einer Dialysierflüssigkeitskammer getrennt ist. Die Dialysierflüssigkeitskammer wird von einer die Blutelektrolyte in einer bestimmten Konzentration enthaltenen Dialysierflüssigkeit durchströmt. Die Stoffkonzentration der Dialysierflüssigkeit entspricht der Konzentration des Blutes eines Gesunden. Während der Behandlung wird das Blut des Patienten und die Dialysierflüssigkeit an beiden Seiten der Membran im Allgemeinen im Gegenstrom mit einer vorgegebenen Flussrate vorbeigeführt. Die harnpflichtigen Stoffe diffundieren durch die Membran von der Blutkammer in die Kammer für Dialysierflüssigkeit, während gleichzeitig im Blut und in der Dialysierflüssigkeit vorhandene Elektrolyte von der Kammer höherer Konzentration zur Kammer niedrigerer Konzentration diffundieren. Durch Anlegen eines Transmembrandrucks kann der Stoffwechsel zusätzlich beeinflusst werden.
-
Bei der Peritonealdialyse wird die Bauchhöhle eines Patienten über einen durch die Bauchdecke geführten Katheter mit einer Dialyseflüssigkeit befüllt, die ein Konzentrationsgefälle gegenüber den körpereigenen Flüssigkeiten aufweist. Über das als Membran wirkende Bauchfell (Peritoneum) treten die im Körper vorliegenden Giftstoffe in die Bauchhöhle über. Nach einigen Stunden wird die sich in der Bauchhöhle des Patienten befindliche, nunmehr verbrauchte Dialyseflüssigkeit ausgetauscht. Für eine zumindest teilweise Automatisierung dieses Verfahrens werden in der Praxis spezielle Maschinen benutzt, wie z. B. das Sleep-Safe Gerät von Fresenius Medical Care.
-
Bei Geräten zur Durchführung von Hämodialyse oder zur automatischen Peritonealdialyse sind Touchscreendisplays zur Anzeige und Eingabe von Information schon lange Stand der Technik. Die
EP 0 623 357 beschreibt beispielsweise eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Dialyse, bei dem die Schnittstelle zwischen Gerät und Benutzer durch einen derartigen Touchscreen Monitor realisiert ist.
-
Touchscreendisplays können mit einer berührempfindlichen Schicht ausgerüstet sein. Diese erzeugt bei Berührung ein elektrisches Signal, welches in einer Auswerteeinheit der Position der Berührung zugeordnet werden kann. Hierdurch lässt sich die Position eines Fingerdrucks auf dem Bildschirm ermitteln.
-
Durch die zusätzliche berührempfindliche Schicht ist ein Touchscreen in der Regel teurer als ein normaler TFT-LCD. Die CG-Si Technologie ermöglicht es, auch Fototransistoren auf dem Glasträger unterhalb jedes Pixels zu integrieren. Diese wirken als optische Sensoren, in dem Sie einfallendes Licht in elektrische Signale umwandeln. Hierdurch wird es ermöglicht, pixelgenau Gegenstände auf dem Display bildtechnisch abzutasten. Diese Eigenschaft kann beispielsweise dazu benutzt werden, die Position eines Fingers auf dem Bildschirm zu bestimmen und somit die Funktionalität eines Touchscreens nachzubilden, mit dem Unterschied, dass nun keine berührempfindliche Schicht auf dem Bildschirm dazu notwendig ist.
-
Darüber hinaus können Gegenstände auf dem Bildschirm auch hinsichtlich Ihrer Struktur erkannt werden, da die Auflösung der bildgebenden Fototransistoren der Auflösung des Bildschirms entspricht. Bei einer Auflösung des Bildschirms von beispielsweise 1200 horizontalen mal 800 vertikalen Pixeln über einer Bildschirmoberfläche von beispielsweise 38 cm mal 30 cm ergibt sich eine Auflösung dieser Sensorvorrichtung von ca. 80 dpi horizontal und 68 dpi vertikal. Diese Auflösung reicht beispielsweise aus, um Strichcodes einzulesen oder andere Muster zu erkennen, die entsprechend gestaltet sind.
-
Ein solchermaßen ausgestaltetes Multifunktionsdisplay wirkt demnach auch als optischer Scanner. In Verbindung mit der Anwendung mit einem Dialysegerät ergeben sich hierdurch Vorteile. Dialysegeräte werden vor der Behandlung mit Disposables (medizinischen Einwegartikeln) wie beispielsweise Dialysefilter, Schlauchsets oder Vorratsbehältern mit dialysespezifischen Lösungen oder Pulvern aufgerüstet. Diese können zu ihrer Verifikation mit einem Strichcode ausgerüstet sein. Andere grafische Merkmale wie z. B. die Farbgebung sind ebenfalls vorstellbar. Je nach Behandlungsart und Patient wird das Dialysegerät mit unterschiedlichen Disposables ausgerüstet. So unterscheidet sich z. B. der Dialysefilter für die Behandlung eines Erwachsenen von dem Dialysefilter zur Behandlung eines Kinds.
-
Dem Dialysegerät werden in der Regel die Daten des zu behandelnden Patienten als auch die vom behandelnden Arzt angeordnete Behandlung bekannt gemacht.
-
Das geschieht oftmals händisch durch Eingabe der Behandlungsparameter. Hierbei kommt die Touchscreen-Funktionalität eines derart eingerichteten Multifunktionsdisplays zur Anwendung.
-
Alternativ kann der Patient aber auch über eine individuelle Patientenkarte verfügen, die beispielsweise einen Strichcode zur eindeutigen Identifikation des Patienten aufweist. In einem Zentralrechner können für jede Dialysebehandlung des spezifischen Patienten die Parameter für die aktuell angeordnete Dialysebehandlung gespeichert sein. Die Patientenkarte kann dann dem Bildschirm des Dialysegeräts, der als Multifunktionsdisplay mit Scannerfunktionalität ausgebildet ist, vorgehalten werden, wodurch der Strichcode eingelesen werden kann.
-
Durch eine Datenverbindung mit einem Zentralrechner, auf dem die Patienten- und Behandlungsdaten gespeichert sind, die dem eingelesenen Strichcode zugeordnet werden, ist es somit möglich, dass sich das Dialysegerät selbständig auf die Behandlung einstellt. Typische Behandlungsparameter sind beispielsweise Blutflussrate und Dialysatflussrate. Darüber hinaus können auf diese Art und Weise dem Dialysegerät auch die zu verwendenden Disposables bekannt gemacht werden, wie z. B. der zu verwendende Dialysefilter.
-
Nach Erkennen des Patienten und der Behandlungsart, was über das Multifunktionsdisplay angezeigt werden kann, können dem Bedienpersonal, das das Dialysegerät aufrüstet, die zu verwendenden Aufrüstteile bzw. Disposables und auch die Art und Weise der Aufrüstung angezeigt werden. Um das Aufrüsten sicherer und bequemer zu machen, kann das Dialysegerät durch entsprechende optische Anzeige auf dem Bildschirm dazu auffordern, den Strichcode des gerade benötigten Aufrüstteils vor das Multifunktionsdisplay zu halten. Hierbei wird der Strichcode des entsprechenden Aufrüstteils eingelesen und verifiziert, ob das richtige Aufrüstteil vorliegt. Liegt ein nicht zur gewählten Behandlung passendes Aufrüstteil vor, oder ein Aufrüstteil ohne Strichcode, kann das Dialysegerät die Behandlung verweigern. So können Fehlaufrüstungen vermieden werden, bzw. die Verwendung von Disposables eines nicht zertifizierten Herstellers ausgeschlossen werden.
-
Vorstellbar ist auch, dass Teile des Bildschirms nicht mit Flüssigkeitskristallzellen ausgestattet sein. In diesem Bereich können dann pro Fläche mehr Fototransistoren angeordnet sein, um dort die Scannerauflösung zu erhöhen. Solchermaßen können auch feinteilige Strukturen, wie zum Beispiel Fingerabdrücke, abgetastet und erkannt werden.
-
Ein solchermaßen ausgestalteter Bildschirm wirkt demnach zusätzlich auf einer Teilfläche der Bildschirmoberfläche auch als hoch auflösender Scanner, insbesondere als Fingerabdruckscanner. In Verbindung mit der Anwendung mit einem Dialysegerät ergeben sich hierdurch weitere Vorteile. Diese Vorteile umfassen alle Vorteile der vormals beschriebenen Kombination eines Dialysegeräts mit einem Multifunktionsdisplay mit Scannerfunktionalität, da alle Scannerfunktionen auch mit höherer Auflösung funktionieren. Darüber hinaus können durch die hohe Auflösung beispielsweise auch Fingerabdrücke erkannt werden. Somit können Personen, die im Zusammenhang mit einer Dialysebehandlung stehen, anhand ihres Fingerabdrucks erkannt werden. Beispielsweise kann statt der zuvor verwendeten Patientenkarte nun der Fingerabdruck des Patienten zur eindeutigen Identifikation herangezogen werden. Ebenso kann das Bedienpersonal an ihrem Fingerabdruck erkannt werden. Beispielsweise kann das Dialysegerät nur für Bedienereingriffe von bestimmten Personen (medizinisches Personal) vorgesehen werden. Durch das Einlesen ihres Fingerabdrucks kann somit eine Person eindeutig identifiziert werden. Je nachdem, ob die erkannte Person auch dafür vorgesehen ist, das Dialysegerät zu bedienen oder nicht, oder nur in Teilen, kann das Dialysegerät die Bedienoptionen zulassen, verwehren oder nur zu bestimmten Teilen zulassen. Vorteilhaft ist auch, dass anhand des Fingerabdrucks gespeichert werden kann, welche Person welche Bedienoption gewählt hat. Nicht für die Bedienung des Dialysegeräts zugelassenen Personen, also entweder unbekannte Personen oder bekannte Personen ohne Bedienrechte, können alle Bedienoptionen verweigert werden.
-
Durch die Scannerfunktionalität eines Multifunktionsdisplay mit hoher Auflösung können bei der Verwendung mit einem Dialysegerät darüber hinaus auch so genannte 2D-Warencodes erkannt werden. Diese 2D-Warencodes weisen feinere Strukturen als konventionelle Strichcodes auf und bieten mehr Möglichkeiten zur Kodierung der Wareneigenschaften.
-
Vorstellbar ist auch, dass eine Linse vor einer solchermaßen hoch auflösenden Teilfläche des Bildschirms das Bild eines sich in einiger Entfernung zum Display befindlichen Gegenstands auf die Fototransistoren projiziert. Derart können auch Gegenstände oder Personen, die nicht direkt das Display kontaktieren, bildtechnisch erfasst und erkannt werden. Vorstellbar ist darüber hinaus, dass es sich bei der Linse um eine automatisch fokussierende Optik handelt, die sich durch entsprechende und von der Fototechnik dem Fachmann bekannten Autofokussiervorrichtungen selbsttätig auf das sich vor ihr befindliche Objekt scharf einstellt.
-
Ein solchermaßen ausgestalteter Bildschirm wirkt demnach auch als Kamera. In Verbindung mit der Anwendung mit einem Dialysegerät ergeben sich hierdurch weitere Vorteile. Darüber hinaus können durch ein Kamerasystem Gegenstände und Personen bildtechnisch ausgewertet und erkannt werden. So ist es vorstellbar, dass die Personen alleine schon anhand ihres Kamerabildes von dem Dialysegerät erkannt werden und entsprechende Maßnahmen, wie bereits zuvor dargelegt, getroffen werden. Ebenso können Gegenstände, wie beispielsweise die einzulegenden Disposables, anhand ihres Kamerabildes erkannt werden, und wie bereits zuvor dargelegt entsprechende Maßnahmen (beispielsweise Verweigerung oder Ermöglichen der Behandlung) von dem Dialysegerät eingeleitet werden. Darüber hinaus ist es auch vorstellbar, dass nicht nur die Person oder ein Gegenstand anhand ihres Kamerabildes erkannt werden, sondern auch weitere Eigenschaften der Person oder des Gegenstands hinausgehen, durch das entsprechende Kamerabild erkannt werden. Vorstellbar ist beispielsweise, dass die Kamerafunktionalität des Multifunktionsdisplays auch die Infrarotabstrahlung eines Gegenstand oder einer Person umfassen, um deren Oberflächentemperatur bzw. Körpertemperatur zu erfassen.
-
Durch die Integration komplexer Elektronik auf der halbleitenden Schicht des Glasträgers sind auch vielfältige andere Anwendungen denkbar. So kann beispielsweise analoge und/oder digitale Elektronik, die auf der halbleitenden Schicht des Glasträgers integriert ist, dazu ausgestaltet sein, einen elektromechanischen Wandler anzusteuern.
-
Ein elektromechanischer Wandler ist beispielsweise eine Vorrichtung, die elektrische Signale in eine mechanische Bewegung wandelt, oder umgekehrt mechanische Bewegung in elektrische Signale. Dem Fachmann bekannt sind hierfür beispielsweise z. B. Lautsprecher und Mikrofone, Aktuatoren, z. B. Motoren und Sensoren, wie z. B. Druck- oder Kraftsensoren.
-
Die auf der Glasträgerschicht eines Bildschirms mitintegrierte Elektronik kann zur Ansteuerung von beispielsweise Lautsprechern und oder Mikrofonen ausgestaltet sein. Lautsprecher können überdies auch gleichzeitig als Mikrofon benutzt werden, da Schall, der auf die Membran eines dynamischen Lautsprechers einwirkt, eine Bewegung der Membran und somit eine Bewegung der Schwingspule des Lautsprechers in einem Magnetfeld bewirkt, welches ein elektrisches Signal erzeugt, das proportional zum einwirkenden akustischen Signal ist.
-
Vorteilhaft sind aber Lautsprecher und/oder Mikrofon ebenfalls integraler Bestandteil des Multifunktionsdisplays, um die Anzahl der verwendeten Baugruppen weiter zu verringern.
-
Dies ist erfindungsgemäß dadurch möglich, in dem auf dem Multifunktionsdisplays eine zusätzliche piezoelektrische Schicht, die als einzelnes oder mehrfaches Piezoelement wirken kann, appliziert wird. Piezoelemente nutzen den piezoelektrischen Effekt, um entweder durch Anlegen einer elektrischen Spannung eine Bewegung auszuführen, oder bei Einwirkung einer Kraft eine elektrische Spannung zu erzeugen. Piezoelemente können demnach als Schallwandler, Aktuatoren und/oder als Kraftsensoren eingerichtet sein. Piezoelemente können bestimmte Kristalle (Piezokristalle) oder piezoelektrische Keramiken, also polykristalline Materialien sein.
-
Lichtdurchlässige Elektroden, die vorzugsweise aus Indiumzinnoxid (ITO) bestehen, kontaktieren dabei jeweils Oberseite und Unterseite einer piezoelektrischen Schicht. Ein Piezoelement entsteht durch die Überscheidung von oberer und unterer Elektrode mit dazwischen liegender piezoelektrischer Schicht.
-
Bei entsprechender Ansteuerung, bei der eine Spannung, die proportional zu einem Audiosignal ist, über die Elektroden an ein Piezoelement angelegt wird, verändert das Piezoelement seine Ausdehnung in Richtung der Elektroden analog der anliegenden elektrischen Spannung. Hierdurch wird Schall abgestrahlt, der umso lauter ist, je größer die Fläche des Piezoelement ist und je höher die ansteuernde Spannung, die eine Wechselspannung ist, wenn ein Audiosignal abgegeben werden soll.
-
Die Amplitude der möglichen Verformung von Piezoelementen ist gegenüber dynamischen Lautsprechern vergleichsweise klein, die abstrahlende Fläche kann aber, da sie die gesamte Oberfläche des Bildschirms einnehmen kann, wesentlich größer sein, als die der üblicherweise verwendeten Lautsprecher, so dass die maximal abgestrahlte Lautstärke ausreichend sein kann.
-
Es ist auch möglich, einen Teil oder auch die gesamte piezoelektrische Schicht des Bildschirms als Mikrofon zu benutzen. Der piezoelektrische Effekt, wonach bei Einwirkung einer Kraft eine elektrische Spannung erzeugt wird, wird dabei ausgenutzt, um Schall in ein elektrisches Signal zu wandeln. Ein auf ein entsprechendes Piezoelement einwirkendes Schallsignal versetzt dieses in eine zum Schallsignal proportionale Vibration, wodurch ein elektrisches Signal anfällt, welches an den kontaktierenden Elektroden anliegt und von einer ebenfalls sich auf der halbleitenden Schicht des Glasträgers des Bildschirms integrierten elektronischen Schaltung weiterverarbeitbar ist. Dermaßen eingerichtet wirken die Piezoelemente als Schallwandler, die sowohl Schall abgegeben, wie auch Schall in elektrische Signale wandeln können.
-
Ein solchermaßen ausgestaltetes Multifunktionsdisplays wirkt demnach als Lautsprecher und/oder Mikrofon. In Verbindung mit der Anwendung mit einem Dialysegerät ergeben sich hierdurch weitere Vorteile. Das Dialysegerät muss bei der Verwendung eines derart ausgestalteten Multifunktionsdisplays nicht mehr mit separaten Lautsprechern oder Mikrofonen und deren Ansteuervorrichtungen ausgestattet werden. Das verringert die Montage- und Wartungskosten und ermöglicht eine einfachere hygienische Säuberung des Dialysegeräts, da das Multifunktionsdisplay mit Lautsprecher und/oder Mikrofonfunktionalität eine ebene und glatte Oberfläche bietet, während Lautsprecher und Mikrofone zumindest kleine Durchbrechungen der Geräteoberfläche benötigen, um wirksam zu sein.
-
Werden Lautsprecher- und Mikrofonfunktionalität mit der zuvor vorgestellten Kamerafunktionalität kombiniert, was jederzeit möglich ist, und ist das Multifunktionsdisplay beweglich mit dem Dialysegerät verbunden, kann eine bidirektionale optische und akustische Kommunikation mit dem Patienten realisiert werden.
-
So kann der Patient während der Dialyse gleichzeitig unterhaltungsmediale Inhalte auf dem Bildschirm verfolgen, der gleichzeitig auch als Lautsprecher für Sprache oder Musik (z. B. zur Filmwiedergabe) dient. Durch die im Multifunktionsdisplay integrierte Kamerafunktionalität kann der Patient zusätzlich in schon beschriebener Weise von dem medizinischen Personal überwacht werden. Zusätzlich kann eine im Multifunktionsdisplay integrierte Mikrofonfunktionalität dazu dienen, dass der Patient verbal mit dem entfernten medizinischen Personal kommuniziert. Das kann z. B. vom Patienten selbst initiiert werden, in dem der Patient eine von ihm bequem erreichbare Ruftaste drückt, woraufhin das medizinische Personal über den im Multifunktionsdisplay integrierten Lautsprecher und entsprechende Kommunikationsmittel, die dem Fachmann bekannt sind, mit dem Patienten reden kann, der seinerseits das ebenfalls im Multifunktionsdisplay integrierte Mikrofon hierfür benutzt. Ebenso kann das medizinische Personal auf gleiche Weise jederzeit mit dem Patienten reden, ohne sich hierfür zum Patienten bewegen zu müssen. In Dialysekliniken, in denen mehrere Dialysegeräte vorhanden sind, die gleichzeitig Behandlungen an mehreren Patienten durchführen, bedeutet diese Möglichkeit eine große Arbeitserleichterung für das medizinische Personal.
-
Denkbar ist auch die monolithische Integration von Elektronikelementen auf der halbleitenden Schicht des Bildschirms, die beispielsweise ein induktives Energie- und Datenübertragungssystem verwirklichen. Hierzu können elektromagnetische Wandler herangezogen werden, wie z. B. Antennen oder Spulen. Die elektromagnetischen Wandler können dazu eingerichtet sein, elektromagnetische Wellen in elektrische Signale und/oder elektrische Signale in elektromagnetische Wellen zu Wandeln. Sie dienen folglich zur Ein- und Ausgabe von Daten, bzw. Information und/oder Energie. So können beispielsweise Daten und/oder Energie von einer Spule, die sich beispielsweise auf der Unterseite des Glasträgers des Bildschirms befindet und einer entsprechenden funktionalen Elektronik, die monolithisch integriert auf der halbleitenden Schicht auf dem Glasträger des Bildschirms ist, durch elektromagnetische Abstrahlung an ein Gerät übertragen werden, das in die Nähe des Bildschirms gehalten wird, und das zum Empfang der derart elektromagnetisch übertragenen Energie und Information eingerichtet ist. Der Fachmann kennt solche Systeme aus der RF-ID Technologie. Ebenso ist vorstellbar, dass auf RF-ID basierende Daten und/oder Energie auch von einem Gerät, das in die Nähe des Bildschirms gehalten wird, von diesem Gerät zu dem Bildschirm mit der beschriebenen Elektronik übertragen werden. Durch die Verwendung eines solchermaßen ausgestalteten Multifunktionsdisplays in Verbindung mit der Anwendung in einem Dialysegerät ergeben sich weitere Vorteile. So ist die vormals schon vorgestellte Patientenkarte oftmals in RF-ID Technologie ausgeführt. Ein Multifunktionsdisplay mit der Funktionalität einer induktiven Daten- und Energieübertragung kann mit dieser Patientenkarte in bekannter Weise kommunizieren. Hierzu gehören neben dem Lesen von Patienten- und Behandlungsdaten von der Patientenkarte auch das Schreiben von aktuellen Behandlungsdaten während oder nach der Dialysebehandlung auf die Patientenkarte, wie z. B. die Dialysedauer oder die entzogene Wassermenge durch Ultrafiltration oder das Auftreten besonderer Vorkommnisse, wie z. B. eine Körpertemperaturerhöhung, die wiederum vom selben Multifunktionsdisplay erkannt werden kann, das derart ausgeführt sein kann, dass zusätzlich in schon beschriebener Weise pyrometrische Messungen durchführbar sind.
-
Durch die Verwendung von Multifunktionsdisplays bei medizintechnischen Geräten, insbesondere bei Dialysegeräten, ist es nun erstmals möglich, die bislang vorgestellten Funktionen durch eine einzige Baugruppe zu realisieren. Sind bislang hierfür ein Touchscreen, eine Kamera (eventuell auch eine Infrarotkamera), ein Scanner, ein Fingerabdruckscanner, ein Lautsprecher und/oder Mikrofon und Mittel zur RF-ID-Kommunikation notwendig, können alle Funktionen von einer einzigen Baugruppe, dem Multifunktionsdisplay mit entsprechender Ausgestaltung, übernommen werden. Dies hat erhebliche Vorteile in der Montage, der Wartung, den Kosten und der Sauberhaltung des Dialysegeräts.
-
Die im Vergleich zu konventionellen amorphen Si-Schichten möglichen wesentlich kleineren Strukturgrößen von integrierten Bauteilen auf einer halbleitenden Schicht, wie beispielsweise einer CG-Si Schicht auf dem Glasträger eines Bildschirm, ermöglichen die Integration komplexer und leistungsfähiger Elektronik und Systeme. Die Anwendungen solch hoch integrierter Elektronik sind fast unbegrenzt und lehnen sich an die Möglichkeiten konventioneller Mikroelektronik, die auf monokristalliner Silizium Wafer Technologie basiert, an. Deshalb ist es dem Fachmann klar, dass die beschriebenen Anwendungen nur Beispiele sind. Wesentlich ist, dass die Anwendungen dieser Technologie im Verbund mit medizinischen Geräten zu neuen Synergien führen.
-
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. In den Figuren bezeichnen identische Bezugszeichen gleiche oder gleich wirkende Elemente. Es zeigen:
-
1: Eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform eines medizintechnischen Gerät mit einem Bildschirm mit Scanner- und Kamera Funktionalität.
-
2: Eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform eines medizintechnischen Geräts mit einem beweglichen Bildschirm, der als Multifunktionsbildschirm ausgeführt ist, und einen Behandlungsstuhl.
-
In 1 ist eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform eines medizintechnischen Geräts mit einem Multifunktionsdisplay mit zusätzlicher Scanner-Funktionalität abgebildet. Das medizintechnische Gerät ist hierbei als Hämodialysegerät ausgeführt. Dem Fachmann ist klar, dass die Erfindung ohne Einschränkung auf jedes beliebige medizintechnische Gerät übertragbar ist, insbesondere auf Blutbehandlungsgeräte, z. B. auf Vorrichtungen zur automatischen Peritonealdialyse, zur Hämofiltration, zur Hämodiafiltration, zur Plasmapherese oder für ähnliche Verfahren.
-
Das Hämodialysegerät 110 zeigt andeutungsweise Teile eines extrakorporalen Blutkreislaufs mit einer arteriellen Blutleitung 101, die Blut eines Patienten (nicht dargestellt) ableitet. Die Blutpumpe 102 fördert das Blut durch einen Dialysefilter 103, der mit einer semipermeablen Membran ausgestattet ist, die den extrakorporalen Blutkreislauf von einem Dialysatkreislauf semipermeabel trennt. Über die venöse Leitung 104 wird das behandelte Blut dem Patienten zurückgegeben. Über die Dialysatleitungen 105 und 106 wird Dialysat durch den Dialysefilter 103 gepumpt, wo es über die semipermeable Membran des Dialysefilters 103 zu einem diffusiven Stoffaustausch mit dem Blut des Patienten kommt. Wird zusätzlich ein Druckgradient von der Blutseite des Dialysefilters zur Dialysatseite des Patienten aufgebaut, wird Plasmawasser aus dem Blut in das Dialysat abgepresst. Das Blut des Patienten kann so entwässert werden. Das Dialysat wird in der Hämodialysemaschine 110 hergestellt und nach Gebrauch verworfen.
-
Der Bildschirm 100a in 1 ist als Multifunktionsdisplay mit zusätzlichen Fototransistoren in schon beschriebener Art und Weise ausgerüstet. Hierdurch können Gegenstände, die dem Bildschirm unmittelbar vorgehalten werden, detektiert werden. Exemplarisch ist auf dem Bildschirm 100 ein typischer Bildinhalt gezeigt, der während einer Dialysebehandlung vorkommen kann.
-
Die Scanner-Funktionalität des Bildschirms 100 macht es beispielsweise möglich, einen oder mehrere Fingerberührungen mit dem Bildschirm mit zu erfassen und deren Position auf dem Bildschirm zu bestimmen. Hierdurch kann die Funktionalität eines Touchscreens erreicht werden, ohne das notwendige Vorhandensein einer berührempfindlichen Schicht, wie bei konventionellen Touchscreens.
-
Darüber hinaus ist es durch die bildtechnische Positionsbestimmung ohne Weiteres möglich, die Positionen mehrerer Finger, die gleichzeitig den Bildschirm berühren, zu bestimmen. Eine derartige Multitouchfunktionalität ist bei konventionellen in der Regel mit kapazitiven Messverfahren ausgestatteten Touchscreens nur aufwändig zu realisieren. Die Multitouchfunktionalität kann z. B. dazu benutzt werden, um mit zwei Fingern ein Intervall von Werten z. B. auf einer Werteskala aufzuspannen, um z. B. bequem Unter- und Obergrenzen eines Parameters einzugeben. Ebenfalls vorstellbar ist, dass mit der Bewegung zweier Finger auf dem Touchscreen eine vergrößerte oder verkleinerte Darstellung der Touchscreenanzeige unterhalb der Fingerbewegung ausgelöst wird.
-
Die Auflösung von Bildschirmen für medizintechnische Geräte, die für jeden Pixel einen eigenen Fototransistor aufweise, reicht in der Regel nicht aus, um Fingerabdrücke einlesen zu können. Deshalb ist der Bildschirm 100a mit einem Fingerabdrucksensor 109 ausgerüstet, in dessen Bereich sich keine Flüssigkeitskristallzellen und in Folge dessen auch kein Bildinhalt wieder findet. In diesem Bereich kann die Auflösung der Fototransistoren oder anderer lichtempfindlicher Sensoren wesentlich größer sein, als im Bereich des übrigens Bildschirms.
-
Auf diese Weise kann das Bedienpersonal, behandelnde Ärzte oder Patienten einfach und komfortabel erkannt werden, in dem die Person einen Finger, beispielsweise den Daumen, auf den Fingerabdrucksensor 109 aufdrückt. Derart können Patienten identifiziert werden und in schon beschriebener Weise Behandlungsparameter für diesen spezifischen Patienten übernommen werden.
-
Ebenso kann das medizinische Personal identifiziert werden. So können Bedieneingriffe nur bekannten und dafür geeigneten Personen erlaubt werden. Die Eigenschaften (Patient, Arzt, medizinische Personal), die den einzelnen bekannten Personen zugeordnet sind, können entweder in dem Dialysegerät oder in einer mit ihm datentechnisch verbundenen entfernten Stelle, z. B. einem Zentralrechner, abgelegt sein. Vor der Eingabe von Bedienereingaben muss der Bediener sich demnach zunächst durch seinen Fingerabdruck identifizieren. Die Sicherheit der Behandlung wird dadurch erhöht.
-
Neben der Detektion von Fingerberührungen auf dem Bildschirm, kann mit der Scannerfunktionalität des Bildschirms 100 aus 1 auch eine Strichcodeerfassung realisiert werden. Der Dialysefilter 103 ist in Bild 1 mit einem Strichcode 107 unverwechselbar gekennzeichnet. Diese Kennzeichnung kann beispielsweise den genauen Typ des Dialysefilters umfassen. Bei der Aufrüstung des Dialysegeräts kann nun dem Bildschirm 100a der Strichcode des Aufrüstteils vorgehalten werden, der den Strichcode durch seine Scannerfunktionalität einlesen kann. Dies kann entweder mit hoher Auflösung durch den Fingerabdrucksensor geschehen, für das Einlesen von Strichcodes genügt aber in der Regel auch die Auflösung des übrigens Bildschirms, wenn dieser für jeden Pixel einen eigenen Fototransistor vorhält.
-
Durch entsprechend hinterlegte Datenbanken, entweder in dem Dialysegerät selbst, oder an entfernter, über eine Datenverbindung mit dem Dialysegerät verbundenen Stelle (Zentralrechner), kann das Dialysegerät das Aufrüstteil eindeutig identifizieren und dieses dem aufrüstendem medizinischen Personal über den Bildschirm 100a anzeigen und gleichzeitig verifizieren, ob das Aufrüstteil für die Behandlung geeignet ist.
-
Sollte das Aufrüstteil nicht für die Behandlung geeignet sein, kann dem aufrüstendem medizinischen Personal per optischer und/oder akustischer und/oder haptischer Anzeige eine Warnung mitgeteilt werden. Weiterhin kann das Dialysegerät die Behandlung verweigern, solange ihr keine geeigneten Aufrüstteile zum Einscannen vorgehalten worden sind. Das Dialysegerät kann auf diese Weise auch überprüfen, ob alle notwendigen Teile zur Aufrüstung vorhanden sind und entsprechende Maßnahmen ergreifen, wenn zur anstehenden Behandlung zu wenige Aufrüstteile vorgezeigt worden sind. So kann das Gerät darauf hinweisen, dass beispielsweise eine bestimmte venöse Tropfkammer noch nicht eingescannt worden ist, die für die anstehende Behandlung aber zwingend notwendig ist. Auf diese Weise wird die Sicherheit der Behandlung erhöht.
-
Der Bildschirm 100a aus 1 ist mit einer schon beschriebenen Kameravorrichtung 108 ausgerüstet. Derart eingerichtet kann das Dialysegerät nun auch Personen oder Gegenstände erkennen, die sich nicht unmittelbar vor dem Bildschirm befinden. Vorstellbar ist, dass der Bereich des Bildschirms, auf den die Kameravorrichtung ein Bild projiziert, eine Vielzahl von Fototransistoren aufweist, deren Auflösung höher ist, als die Pixelauflösung des Bildschirms der übrigen Bildschirmfläche. Derart kann eine ausreichende Auflösung der Kameravorrichtung erreicht werden. Weiterhin vorstellbar ist, dass die Fototransistoren oder sonstige lichtempfindliche Sensoren in diesem Bereich für Infrarotlicht und/oder für sichtbares Licht empfindlich sind.
-
Durch diese Ausgestaltung des Bildschirms ist es möglich, Personen oder Gegenstände alleine durch ihr optisches Erscheinungsbild zu erkennen. So können Aufrüstteile alleine aufgrund ihres projizierten Bilds erkannt werden. Ebenso können die an der Dialysebehandlung beteiligten Personen durch ihr Abbild erkannt werden. Zur Anwendung bei der Identifizierung von Personen und Gegenständen können dem Fachmann bekannt Verfahren der Bilderkennung kommen.
-
Eine weitere Anwendung ergibt sich durch die Ausgestaltung der Kameravorrichtung 108, bei der die Sensoren, auf die ein Bild projiziert wird, für Infrarotstrahlung empfindlich sind. So kann durch eine Erfassung der Infrarotabstrahlung eines Patienten dessen Körpertemperatur pyrometrisch bestimmt werden und angezeigt werden. Auf diese Weise kann Fieber oder eine Unterkühlung des Patienten erkannt werden und entsprechende Maßnahmen getroffen werden. So kann im Falle einer leichten Unterkühlung des Patienten beispielsweise die Dialysattemperatur leicht erhöht werden, um über den Stoffaustausch in dem Dialysefilter zwischen Blut und Dialysat eine Erwärmung des Bluts des Patienten erreichen zu können. Umgekehrt kann bei leichter Körpertemperaturerhöhung eine Absenkung der Dialysattemperatur bewirkt werden. Bei erkanntem starkem Fieber des Patienten kann eine Behandlung auch verweigert werden. Es ist denkbar, dass in diesem Falle das Dialysegerät über vorhandene Kommunikationsmittel (Meldung an ein Alarmsystem, Zentralrechner, Beeper des behandelnden Arztes oder Ausgabe einer optischen und/oder akustischen und/oder haptischen Warnung) das Vorhandensein von Fieber bei dem aktuellen Patienten bekannt macht. Dies kann überdies auch während einer Behandlung geschehen. Hierzu kann das Multifunktionsdisplay mit Kamerafunktion vorteilhaft beweglich an dem Dialysegerät angebracht sein, wie in 2 gezeigt. Während der Dialyse, die sich über mehrere Stunden hinziehen kann, können dem Patienten über den Bildschirm Unterhaltungsinhalte angeboten werden. Gleichzeitig kann die im Multifunktionsdisplay realisierte Kamera den Patienten beobachten und beispielsweise das Kamerabild an einen entfernt stehenden Monitor übermitteln, den das medizinische Personal überwachen kann. Derart kann das medizinische Personal sich über den optischen Eindruck des Patienten informieren, ohne sich dafür zu dem Patienten bewegen zu müssen. Ist das Multifunktionsdisplay überdies dazu eingerichtet, die Infrarotabstrahlung des Patienten zu erfassen, kann derart auch während der Dialyse die Körpertemperatur des Patienten einfach und effizient bestimmt werden.
-
In 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines medizintechnischen Geräts 220 dargestellt. Dem Patient steht zu sicheren und bequemen Lagerung während einer Behandlung eine Patientenlagervorrichtung 210, in 2 als verstellbarer Patientensessel ausgeführt, zur Verfügung. Wesentlich an dieser Ausführungsform des medizintechnischen Geräts ist, dass das Multifunktionsdisplay 100b mit der in 2 nur angedeuteten, in mehren Richtungen verstellbaren Kopplungsvorrichtung 111 beweglich mit dem medizintechnischen Gerät 220 verbunden ist. So ist es möglich, das Multifunktionsdisplay auf den Patienten, der sich auf der Patientenlagervorrichtung 210 befindet, auszurichten, sodass dieser den Bildschirminhalt sehen kann.
-
Während einer Behandlung können dem Patienten zu seiner Unterhaltung beispielsweise Spielfilme auf dem Multifunktionsdisplay gezeigt werden. Das Multifunktionsdisplay in 2 ist derart ausgestaltet, dass es gleichzeitig Bildschirm, Lautsprecher, Mikrofon und Kamera in einer Baugruppe in der schon beschriebenen Art und Weise vereint. Derart ausgestaltet kann mit nur einer einzigen Baugruppe, nämlich dem Multifunktionsdisplay, ein komplettes Kommunikations- und Unterhaltungssystem realisiert werden. So kann der Patient während seiner Behandlung beispielsweise einem Unterhaltungsfilm, der auf dem Multifunktionsdisplay 100b gezeigt wird, folgen. Der Ton für diesen Unterhaltungsfilm kann ebenfalls von dem Multifunktionsdisplay 100b wiedergegeben und zwar dadurch, dass die Multifunktionsdisplayoberfläche entsprechende Aktoren aufweisen, die durch eine ebenfalls im Multifunktionsdisplay integrierten Elektronik angesteuert werden. Gleichzeitig kann eine Teilfläche des Multifunktionsdisplay 100b in schon beschriebener Weise als Mikrofon ausgestaltet sein, damit der Patient bei Bedarf mit einer sich entfernt befindlichen Person akustisch in Verbindung treten kann. Hierzu kann der Patient einen entsprechend Bedienschalter 211 drücken, um die Mikrofonfunktionalität zu aktivieren. Andere Bedienschalter 211 können andere Funktionen steuern, z. B. die Lautstärke des Multifunktionsdisplays. In der 2 sind die Bedienschalter exemplarisch in einer Armlehne der Patientenlagervorrichtung 210 eingelassen. Die Aufgabe dieser Schalter kann aber auch eine Fernbedienung übernehmen. Eine optionale Kamera 108 kann den Patienten während der Behandlung optisch überwachen, in dem das Patientenbild einer zentralen Überwachungsstation übermittelt wird. Das medizinische Personal kann sich dort jederzeit vom optischen Eindruck des Patienten überzeugen, ohne sich zu ihm bewegen zu müssen.
-
Darüber hinaus kann eine Überwachung der Körpertemperatur des Patienten durch die Kamera 108 in schon beschriebener Weise realisiert werden. Auch diese Information kann einer zentralen Überwachungsstation übermittelt werden und gegebenenfalls auch dort eine Alarmmeldung verursachen, wenn die Körpertemperatur zu sehr von der normalen Körpertemperatur abweicht.
-
Mit Hilfe der Erfindung gelingt es, den Aufbau medizintechnischer Geräte, die mit einem Bildschirm ausgerüstet sind, zu vereinfachen. Zahlreiche Funktionen, die bislang als getrennte Baugruppen vorlagen, können nun in einer einzelnen Baugruppe zusammengefasst werden. Dadurch kann die Funktionalität des medizintechnischen Geräts steigen bei gleichzeitig verringerten Kosten durch Beschaffung, Einbau und Wartung. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, diese dienen lediglich der Veranschaulichung. Dem Fachmann liegt es nahe, die Merkmale der Erfindung aufzugreifen, um weitere Ausführungsformen auszugestalten.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- US 2003151600 A [0011]
- EP 0623357 [0018]
