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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung, die einen betroffenen Bereich bestrahlt, während medizinisches Personal, wie beispielsweise ein Arzt, einen Patienten behandelt, und insbesondere eine Beleuchtungseinrichtung, die an einem Kopf befestigbar ist.
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HINTERGRUND
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Üblicherweise ist eine medizinische Einrichtung, wie beispielsweise ein Krankenhaus, mit einem Operationsraum und einem Behandlungsraum ausgestattet, und es ist eine Operationsleuchte zur Bestrahlung eines betroffenen Bereichs während einer Behandlung eines Patienten in diesen Räumen installiert. Die Operationsleuchte ist derart aufgebaut, dass der betroffene Bereich mit Licht hoher Intensität bestrahlt wird, wobei bislang eine Halogenlampe usw. als Lichtquelle verwendet wurde. Des Weiteren wurden Leuchtdioden-(LED)-Lichtquellen, die eine LED verwenden, als Lichtquelle verwendet. Hierbei ist es gemäß der IEC-Norm (IEC 60601-2-41) für Beleuchtungen für medizinische Anwendungen bezüglich eines Lichtfelddurchmessers und einer Beleuchtungsstärke erforderlich, dass eine maximale Beleuchtungsstärke 40 000 LUX oder mehr beträgt und dass innerhalb eines Bereiches von 50 % von einem Zentrum eines effektiven Lichtfelddurchmessers 50 % der maximalen Beleuchtungsstärke oder mehr gewährleistet sind (ausweislich eines Katalogs usw. eines Produkts).
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Jedoch ist die vorbeschriebene Innenraum-Operationsleuchte kostspielig, und je nach medizinischer Einrichtung ist eine solche Operationsleuchtenausrüstung ggf. nicht vorhanden. Zusätzlich kann es bei Notfällen, wie beispielsweise Katastrophen, Konflikten usw. vorkommen, dass bei der Vornahme von Sofortmaßnahmen an einem Patienten der Patient nicht unverzüglich in eine medizinische Einrichtung mit einer solchen Operationsleuchtenausrüstung oder in einen mit einer solchen Operationsleuchtenausrüstung ausgestatteten Behandlungsraum überführt werden kann.
Daher offenbart Patentschrift 1 zur Lösung eines derartigen Problems eine am Kopf befestigbare Beleuchtungseinrichtung, die zur Bestrahlung eines betroffenen Bereichs auf einem Kopf eines medizinischen Personals getragen werden kann. Die in der Patentschrift 1 gelehrte Beleuchtungseinrichtung umfasst eine Lichtemissionseinheit, die eine Beleuchtungsstärke sicherstellen kann, die äquivalent zu der Beleuchtungsstärke der in einem Operationsraum installierten Operationsleuchte usw. ist und in einem Notfall usw. verwendet werden kann.
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Insbesondere umfasst die am Kopf befestigbare Beleuchtungseinrichtung aus Patentschrift 1 (im Folgenden auch als Beleuchtungseinrichtung bezeichnet) ein Kopfband, das um einen gesamten Umfang des Kopfes des medizinischen Personals angebracht ist, und ein Stützband, das an dem Kopfband fixiert ist und derart angeordnet ist, dass es eine obere Region des Kopfes des medizinischen Personals überquert. Diese Bänder sind in einer Längsrichtung anpassbar und so konfiguriert, dass sie an unterschiedlichen Kopfgrößen befestigbar sind. Eine Lichtemissionseinheit, die eine Trägerplatte umfasst, auf der eine Vielzahl an LEDs (LED-Lichtquellen) befestigt ist, ist an einer Stirnregion des Kopfbands angebracht, und in der Lichtemissionseinheit ist ein Stützteil, durch welches das Kopfband eingeführt ist, ausgebildet. Hierbei ist die Lichtemissionseinheit durch eine Spindel derart gelagert, dass sie bezüglich des Stützteils in vertikaler Richtung drehbar ist und ein Einstrahlwinkel des Lichts, das von der LED-Lichtquelle emittiert wird, durch Greifen und Drehen der Lichtemittiereinheit in vertikaler Richtung angepasst werden kann. Zusätzlich ist die LED-Lichtquelle, die in der Lichtemissionseinheit integriert ist, derart konfiguriert, dass die Beleuchtungsstärke in einem bestrahlten Bereich 30 000 bis 60 000 LUX beträgt, auch wenn die LED-Lichtquelle 600 mm von der Vorderseite der Lichtemissionseinheit entfernt ist. Des Weiteren kann selbst bei Verwendung der LED-Lichtquelle in der am Kopf befestigten Beleuchtungseinrichtung ein Bestrahlungslicht mit einer hohen Beleuchtungsstärke erzielt werden.
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LITERATURVERZEICHNIS
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PATENTSCHRIFT
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Patentschrift 1:
JP 5 642 545 B2 (
WO 2010 / 007 785 A1 )
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Gemäß der zuvor beschriebenen Beleuchtungseinrichtung kann das medizinische Personal, auch wenn keine umfangreiche Operationsleuchtenausrüstung zur Verfügung steht, geeignete Maßnahmen bei dem Patienten ergreifen. Zusätzlich kann eine solche Beleuchtungseinrichtung in Verbindung mit einem Operationsraum usw., in welchem eine normale Operationsleuchtenausrüstung installiert ist, verwendet werden.
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Gelegentlich kann eine Behandlung des Patienten durch das medizinisches Personal eine lange Zeit in Anspruch nehmen. Bei einer bekannten Beleuchtungsvorrichtung, die mit einer Lichtemissionseinheit ausgestattet ist, bei der eine LED-Lichtquelle hoher Intensität in einem Kopfband integriert ist, bestehen bezüglich der Anwendbarkeit unterschiedliche nachstehend beschriebene Probleme.
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Wenn das medizinische Personal (im Folgenden auch als Träger bezeichnet) die Beleuchtungseinrichtung für einen längeren Zeitraum trägt, ist das Gewicht, das auf den Kopf einwirkt, lästig. Insbesondere bei der Durchführung filigraner Behandlungen ist das Gewicht, das auf den Kopf wirkt, eine Belastung, und es ist wünschenswert, dass das Gewicht der gesamten Beleuchtungseinrichtung so weit wie möglich reduziert wird. Zusätzlich empfiehlt sich, dass das Gewicht, das auf den Träger wirkt, sich so weit wie möglich in einer Parietalregion (oberhalb einer gedachten Verlängerung der Halswirbelsäule) befindet. Wenn sich das Gewicht an einer Stelle außerhalb der Parietalregion konzentriert, nehmen bei einer längeren Tragezeit ein Ermüdungsgefühl und Unbehagen zu. Die vorbeschriebene bekannte Beleuchtungseinrichtung weist eine Struktur auf, bei der die ein schweres Objekt darstellende Lichtemissionseinheit drehbar von dem Stützteil durch die Spindel vor der Stirn des Trägers gestützt ist, und weist eine Gewichtsverteilung auf, bei der sich ein Gewichtskörper lokal vor der Stirn des Trägers konzentriert. Aus diesem Grund ist eine von dem Träger wahrgenommene Gewichtsbelastung bei einem längeren Tragen der Beleuchtungseinrichtung groß, und die Bedienbarkeit und eine Handhabbarkeit sind schlecht.
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Da die LED-Lichtquelle zur Erzeugung einer hohen Lichtintensität in der Lichtemissionseinheit integriert ist, ist zusätzlich Wärmeerzeugung ein ernstes Problem. Findet keine angemessene Wärmeabstrahlung statt, kann die Ausrüstung Schaden nehmen oder der Träger die Ausrüstung für eine längere Zeit nicht mehr tragen. Bei der oben beschriebenen bekannten Beleuchtungseinrichtung erfolgt eine Wärmeabstrahlung durch Integration eines Lüfters in der Lichtemissionseinheit oder durch Integration eines Thermoelements, wie beispielsweise eines Peltier-Elements. Allerdings gibt es die folgenden Probleme.
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Die Integration des Lüfters in die Lichtemissionseinheit verursacht eine Luftkonvektion, wodurch der Lüfter beispielsweise nicht in einem sterilen Operationsraum verwendet werden kann. Zusätzlich ist aufgrund eines hohen Energieverbrauchs des Thermoelements, wie beispielsweise des Peltier-Elements, ein Batterieverbrauch hoch, wodurch sich eine Lichtemissionszeit der LED verkürzt. Daher kann es sein, dass eine Beleuchtungseinrichtung, die als tragbares Gerät verwendet wird, eine ausreichende Strahlungszeit nicht sicherstellen kann. Zusätzlich erhöht eine Integration eines solchen Lüfters oder eines Peltier-Elements in der Lichtemissionseinheit das Gewicht der Lichtemissionseinheit, so dass sich ein schweres Objekt vor der Stirn konzentriert und das zuvor erwähnte Gewichtsverteilungsproblem offensichtlich wird.
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Zusätzlich erfordert eine Veränderung eines Bestrahlungsbereichs des Bestrahlungslichts der LED-Lichtquelle in vertikaler Richtung eine Drehung der Lichtemissionseinheit, die einen Gewichtskörper darstellt, bezüglich des Stützteils in vertikaler Richtung, und die Bedienbarkeit ist schlecht. Des Weiteren ist eine Veränderung des Lichtfelddurchmessers (Tiefenverstellung) nicht hinreichend bedacht, was bezüglich der Handhabbarkeit schlecht ist.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine am Kopf befestigbare Beleuchtungseinrichtung bereitzustellen, die eine sehr gute Gewichtsverteilung hat, die auch dann, wenn eine Lichtemissionseinheit hoher Intensität umfasst ist, einen ausreichenden Wärmeabstrahlungseffekt aufweisen kann und die sehr gute Handhabbarkeit und Bedienbarkeit aufweist.
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MITTEL ZUR LÖSUNG DER AUFGABE
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Zur Lösung der oben beschriebenen Aufgabe wird eine am Kopf befestigbare Beleuchtungseinrichtung gemäß dem Patentanspruch 1 vorgeschlagen.
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Die am Kopf befestigbare Beleuchtungseinrichtung umfasst mituntereinen Hauptkörper, der einen in Umfangsrichtung eines Kopfes eines Trägers anbringbaren bandförmigen Abschnitt umfasst, ein Lagerungsgehäuse, das in dem Hauptkörper vorgesehen ist und in einer Stirnregion des Trägers angeordnet ist, wenn die Beleuchtungseinrichtung an dem Träger befestigt ist, und eine Lichtquelleneinheit, die in dem Lagerungsgehäuse integriert ist, wobei die Lichtquelleneinheit einen Leuchtdioden-(LED)-Träger umfasst; wobei eine Vielzahl von LED-Lichtquellen an dem LED-Träger angeordnet sind, wobei die Lichtquelleneinheit eine Kondensorlinse zur Bündelung von Licht, das von der Vielzahl an LED-Lichtquellen emittiert wird, einen Reflexionsspiegel zum Umlenken von Licht, das von der Kondensorlinse emittiert wird, und zum Reflektieren des Lichts in Richtung eines betroffenen Bereichs eines Patienten und eine Kühlplatte zur Abstrahlung von erzeugter Wärme von dem LED-Träger umfasst, wobei die Kühlplatte sich von einer Stirnregion in Richtung einer Parietalregion des Trägers erstreckt.
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WIRKUNG DER ERFINDUNG
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Die Erfindung schafft eine am Kopf befestigbare Beleuchtungseinrichtung, die eine sehr gute Gewichtsverteilung aufweist, eine ausreichende Wärmeabstrahlungswirkung aufweisen kann, auch wenn eine Lichtemissionseinheit mit hoher Beleuchtungsstärke umfasst ist, und eine sehr gute Handhabbarkeit und Bedienbarkeit aufweist.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine perspektivische Frontansicht einer Ausführungsform einer am Kopf befestigbaren Beleuchtungseinrichtung gemäß der Erfindung;
- 2 zeigt eine perspektivische Rückansicht der Beleuchtungseinrichtung aus 1;
- 3 zeigt eine Seitenansicht der Beleuchtungseinrichtung gemäß 1;
- 4 zeigt eine Vorderansicht der Beleuchtungseinrichtung gemäß 1;
- 5 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Zustands, in welchem die Beleuchtungseinrichtung auf einem Kopf befestigt ist;
- 6 zeigt eine perspektivische Ansicht der Gesamtkonfiguration einer Lichtquelleneinheit der Beleuchtungseinrichtung;
- 7 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht der Lichtquelleneinheit;
- 8 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht der Beleuchtungseinrichtung gemäß 1;
- 9 zeigt eine schematische Ansicht von Strahlengängen durch in der Lichtquelleneinheit integrierte Kondensorlinsen; und
- 10 zeigt ein Diagramm eines Beleuchtungszustands gemäß der IEC-Norm (IEC 60601-2-41).
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ART(EN) ZUR DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG
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Im Folgenden wird eine Ausführungsform einer am Kopf befestigbaren Beleuchtungseinrichtung gemäß der Erfindung mit Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
Zunächst wird eine Gesamtkonfiguration der Beleuchtungseinrichtung mit Bezug auf die 1 bis 5 beschrieben.
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Die Beleuchtungseinrichtung 1 umfasst einen Hauptkörper 3, der einen bandförmigen Abschnitt 3a aufweist, der entlang einer Umfangsrichtung eines Kopfes H eines medizinischen Personals (auch bezeichnet als Träger) P anbringbar ist. Der Hauptkörper 3 ist vorzugsweise aus einem leichten flexiblen Material, zum Beispiel einem Kunstharz wie Polypropylen einstückig ausgebildet. Der bandförmige Abschnitt 3a ist entlang des Umfangs des Kopfes oberhalb beider Ohren E des Kopfes H anbringbar, wobei Vorsprünge 3b, die bei Befestigung auf dem Kopf H von der Stirn nach vorn hervorstehen, an einer Vorderseite des bandförmigen Abschnitts 3a auf beiden Seiten ausgebildet sind und eine nachfolgend beschriebene Lichtquelleneinheit 20 in diesem Bereich angeordnet ist.
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Vorzugsweise ist an dem Hauptkörper 3 oberhalb des Vorsprungs 3B ein Beschattungsbereich 3c einstückig ausgebildet, um von einem Stirnbereich des Trägers P nach vorn hervorzustehen. Wenn ein solcher Beschattungsbereich 3c einstückig ausgebildet ist, ist es möglich, externes Licht, bei dem es sich nicht um von der Lichtquelleneinheit 20 ausgestrahltes Licht handelt (beispielsweise Licht von einer installierten Operationsleuchte bei Verwendung in Kombination mit der Beleuchtungseinrichtung 1) während der Behandlung eines Patienten von den Augen des Trägers P fernzuhalten, so dass dieser sich auf eine medizinische Behandlung konzentrieren kann.
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Eine Längeneinstellvorrichtung 40, die im Folgenden beschrieben wird, ist in einem Bereich des bandförmigen Abschnitts 3a angeordnet, um eine Anpassbarkeit an verschiedene Größen von Köpfen von Trägern bereitzustellen. Die Längeneinstellvorrichtung 40 der vorliegenden Ausführungsform ist durch Unterteilen des bandförmigen Abschnitts 3a an einer Rückseite des Kopfes H ausgebildet, und eine Länge des bandförmigen Abschnitts 3a kann durch Drehung eines Verstellknopfes 47 angepasst werden.
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Der Hauptkörper 3 ist mit einem Halteelement versehen, das durch einen Kontakt mit einer Oberfläche des Kopfes des Trägers während eines Tragens die Lichtquelle stabil hält. Dieses Halteelement umfasst ein gekrümmtes vorderes Polsterelement 61, mit welchem die Kopfoberfläche, wenn der Hauptkörper 3 auf dem Kopf H angebracht ist, von einem oberen Bereich der Stirn des Trägers bis zu einer Parietalregion in Kontakt kommt, und ein gekrümmtes hinteres Polsterelement 62, mit dem die Kopfoberfläche von einer Parietalregion des Trägers in Richtung einer Okzipitalregion in Kontakt kommt. Da der Hauptkörper 3 wie zuvor beschrieben durch den bandförmigen Abschnitt 3a begrenzt ist, dessen Länge in einer Links-Rechts-Richtung des Kopfes anpassbar ist, und die gekrümmten Polsterelemente 61, 62 in Vorn-Hinten-Richtung und in vertikaler Richtung des Kopfes begrenzt sind, so dass sie nur an schmalen Bereichen der Kopfoberfläche anliegen, kann einen großer Bereich der Kopfoberfläche (ein Bereich, der nicht von einem gekrümmten Polsterelement 61, 62 bedeckt ist) frei bleiben. Auf diese Weise ist es möglich, die Beleuchtungseinrichtung stabil am Kopf anzubringen, während das Gewicht des Hauptkörpers so weit wie möglich reduziert ist.
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Das vordere Polsterelement 61 und das hintere Polsterelement 62 sind bevorzugt aus geschäumtem Urethan usw. ausgebildet, so dass deren Gewicht reduziert ist und ein Kontakt mit dem Kopf ausgezeichnet ist. Des Weiteren sind diese Polsterelemente vorzugsweise an einem vorderen Joch 61a und einem hinteren Joch 62a aus Polypropylen usw. angebracht, so dass ein Haltezustand bezüglich des Hauptkörpers 3 stabilisiert ist, wobei diese Elemente mittels einer Schraube 65 (nur auf der Seite des vorderen Jochs 61 dargestellt) an dem Hauptkörper 3 angebracht sind.
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Die Lichtquelleneinheit 20 wird bei der Anbringung an dem Kopf an einer der Stirnregion entsprechenden Position in dem Hauptkörper 3 angebracht. Die Lichtquelleneinheit 20 umfasst einen LED-Träger, auf dem eine Vielzahl an LED-Lichtquellen angeordnet ist, und die LED-Lichtquellen der vorliegenden Ausführungsform weisen eine Spezifizierung auf, die eine für medizinische Behandlungen ausreichende Helligkeit sicherstellt. Insbesondere kann, wie im Folgenden beschrieben, eine verwendete LED-Lichtquelle eine Helligkeit von circa 65 000 LUX in einem betroffenen Bereich eines Patienten sicherstellen, der circa 400 mm bis 500 mm von den Augen des Trägers entfernt ist. Da der LED-Träger eine große Wärmequelle darstellt, sind Mittel zur Wärmeabstrahlung vorzusehen, um die Wärme von diesem effektiv abzustrahlen. Die Mittel zur Wärmeabstrahlung nach der Erfindung umfassen eine im Wesentlichen rechteckige Kühlplatte 70, die sich von der Lichtquelleneinheit (der Stirnseite des Trägers) in Richtung einer Parietalregion des Trägers erstreckt. Die Kühlplatte 70 ist plattenförmig aus einem Material (einem Material, das eine exzellente Wärmeleitfähigkeit aufweist), das durch thermische Verbindung mit dem LED-Träger Wärme leitet, wie beispielsweise Aluminium, Eisen, Kupfer usw., ausgebildet.
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Die Kühlplatte 70 kann, damit sie Wärme gut nach oben abstrahlen kann, derart angeordnet sein, dass sie sich ausgehend von der Stirn bezüglich des Hauptkörpers 3 nach oben erstreckt. Wie in 5 dargestellt, ist es jedoch zu bevorzugen, dass die Kühlplatte 70 gekrümmt ausgebildet ist, so dass ein im Wesentlichen gleichmäßiger Abstand bezüglich der Oberfläche des Kopfes H des Trägers beibehalten wird, und dass die Kühlplatte eine Form hat, die in einem oberen Bereich des Trägers endet. Wenn die Form der Kühlplatte derart ausgebildet ist, dass der Abstand zu der Kopfoberfläche wie oben beschrieben in einem gesamten Bereich im Wesentlichen gleichmäßig ist, fühlt der Träger eine im Wesentlichen gleichmäßige Wärmestrahlung von der Kühlplatte, und es entsteht während des Gebrauchs kein Gefühl von Unbehagen. Das heißt, in einem Fall, in welchem die Kühlplatte derart auf dem Kopf angebracht ist, dass der Abstand zu der Oberfläche des Kopfes H variiert, ist ein Bereich nahe der Oberfläche heiß und in einem Bereich, der von der Oberfläche weiter entfernt ist, ist weniger Wärme zu spüren. Daher ist ein Temperaturunterschied in einem Bereich der Kühlplatte zu spüren, wodurch das Gefühl von Unbehagen während der Benutzung verursacht wird. Wenn die plattenförmige Kühlplatte derart geformt ist, dass, wie in 5 dargestellt, ein im Wesentlichen gleichmäßiger Abstand zu der Oberfläche des Kopfs beibehalten wird, ist der Temperaturunterschied während der Benutzung nicht zu spüren.
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Die Kühlplatte 70 kann derart ausgestaltet sein, dass sie sich in einer geradlinigen Form von der Stirn zu einer Oberseite nach oben neigt. Bei einer solchen Ausgestaltung steigt die Kühlplatte jedoch an, beeinträchtigt das Erscheinungsbild und ist von minderwertigem Design. Wenn beim Tragen die in 5 dargestellte Anordnung gewählt wird, gelangt man zu einem schlichten Design und die Kühlplatte ist bei der Handhabung usw. nicht hinderlich. Des Weiteren ist ein Ende der Kühlplatte vorzugsweise in der höchsten Region des Kopfes Trägers angeordnet. Bei der Benutzung der Kühlplatte während der Behandlung des Patienten ist der Kopf des Trägers leicht nach unten geneigt. Ist das Ende der Kühlplatte in der höchsten Region des Kopfes angeordnet, so liegt das Ende hierbei an der höchsten Stelle, so dass die Effizienz der Wärmeabstrahlung am besten ist.
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Ein Material und eine Form der Kühlplatte 70 sind nicht speziell beschränkt. Jedoch wird vorzugsweise nicht nur Wärme von der Oberfläche abgestrahlt, sondern es ist auch ein Wärmeleitrohr 71 in ihrem Inneren integriert (siehe 1), das sich in Längsrichtung erstreckt. Ein solches Wärmeleitrohr 71 ist mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllt. Wenn Wärme in dem Träger an die Hydraulikflüssigkeit übertragen wird, wird Hydraulikflüssigkeit verdampft, steigt zu einem oberen Abschnitt auf, kühlt in diesem Abschnitt ab, kehrt in eine flüssigen Zustand zurück und kehrt aufgrund ihrer Schwerkraft in einen Wärmequellenbereich zurück. Somit kann, wenn die Form und die Art der Anordnung der Kühlplatte 70 wie oben beschrieben ausgebildet ist und das Wärmeleitrohr 71 in dieser integriert ist, Wärme effektiv abgestrahlt werden.
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Die oben beschriebene Kühlplatte 70 ist auf einer dem Kopf zugewandten Fläche bevorzugt mit einem Wärmedämmelement (beispielsweise einem geschäumten Silikonelement zur Wärmeabschirmung) 72 beschichtet. Wenn die Kühlplatte 70 mit dem Wärmedämmelement 72 beschichtet ist, ist die Wärme, die von der Kühlplatte abgestrahlt wird, kaum zu fühlen, und es tritt auch nach langem Tragen kein Gefühl von Unbehagen (ein Gefühl von Unbehagen aufgrund eines Wärmeempfindens) auf. Wenn die Kühlplatte 70 wie oben beschrieben in einer Bogenform entlang der Oberfläche des Kopfes ausgestaltet ist, ist des Weiteren zu bevorzugen, dass eine durchschnittliche Kopfoberflächenform eines Gebiets (Landes), in welchem die Vorrichtung verwendet werden soll, berechnet wird und eine Bogenform derart geformt ist, dass sie für eine Kopfform einer Person in diesem Gebiet geeignet ist.
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Bei dem oben beschriebenen Wärmestrahlungselement muss kein Lüfter, Peltier-Element usw. in die Lichtquelleneinheit integriert werden, das Gewicht einer Lichtquelleneinheit ist reduzierbar und eine Position eines Schwerpunkts des gesamten anzubringenden Hauptkörpers 3 kann durch die Kühlplatte 70, die sich nach hinten erstreckt, zu einer Mitte des Kopfes verlagert werden. Da eine Konzentration des Gewichts vor der Stirn verringert ist, ist daher ein lasttragendes Gefühl für den Träger gemildert, und es ist weniger wahrscheinlich, dass nach langem Tragen Erschöpfung usw. auftritt.
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Nachfolgend werden Ausgestaltungen der Lichtquelleneinheit 20 und der Längeneinstellvorrichtung 40, die in dem Hauptkörper 3 angeordnet ist, mit Bezug auf 6 bis 9 beschrieben.
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Die Lichtquelleneinheit 20 ist in einem Lagerungsgehäuse 5 integriert, welches derart angebracht ist, dass es sich in der Stirnregion des Trägers befindet, wenn der Hauptkörper 3 an dem Träger befestigt ist. Das Lagerungsgehäuse 5 ist durch Formen eines Leichtgewichtmaterials von hervorragender Festigkeit, Härte, Bearbeitbarkeit, usw., wie beispielsweise eines ABS-Harzes, in eine im Wesentlichen V-förmige Gestalt ausgebildet. Die Lichtquelleneinheit 20 ist in dem Lagerungsgehäuse 5 eingebaut und durch eine Schraube 5a usw. positioniert und fixiert. Darüber hinaus ist das Lagerungsgehäuse 5 in diesem Zustand mit einer Stirnseitenregion des Hauptkörpers 3 verbunden. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Lagerungsgehäuse 5 mit einer unteren Seite des Beschattungsbereichs 3c zwischen den Vorsprüngen 3b auf beiden Seiten des Hauptkörpers 3 verbunden. Des Weiteren können das Lagerungsgehäuse 5 und der Hauptkörper 3 mittels einer eine elastische Deformation nutzenden Rasteinrichtung verbunden sein oder durch ein einfaches Verbindungselement, wie beispielsweise eine Schraube, die manuell per Hand gedreht werden kann usw., verbunden sein, so dass das Lagerungsgehäuse nicht einfach abgetrennt werden kann. Zusätzlich ist auf einer Vorderseite des Lagerungsgehäuses 5 eine im Wesentlichen rechteckige Öffnung 5b ausgebildet, und Licht von der Lichtquelleneinheit 20 wird durch die Öffnung emittiert. Bevorzugt ist eine transparente Schutzscheibe 5c auf der Öffnung 5b aufgebracht, um ein optisches Element (einen Reflexionsspiegel usw.) der Lichtquelleneinheit 20 zu schützen.
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Die Lichtquelleneinheit 20 umfasst eine Basis 21, die parallel zueinander verlaufende Seitenwände 21a und eine Deckenwand 21b aufweist, welche die Seitenwände miteinander verbindet. Des Weiteren sind ein LED-Träger 24, auf welchem ein als Lichtquelle dienendes LED-Element angebracht ist, verschiedene optische Elemente für eine Bestrahlung einer vorbestimmten Position (betroffener Bereich des Patienten) mit von der LED-Lichtquelle emittiertem LED-Licht und die Kühlplatte 70 zwischen den Seitenwänden 21a installiert.
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Eine Trägerbasis 22 ist mittels einer Schraube 22a von einer Oberflächenseite an eine Rückseite der Deckenwand 21b derart angebracht, dass eine proximale Endseite der Kühlplatte 70 zwischen diesen angeordnet ist. Der LED-Träger 24, auf welchem eine Vielzahl an LED-Elementen (nicht dargestellt) angebracht ist, ist an der Trägerbasis 22 durch eine Schraube 22b befestigt. Die LED-Elemente sind an einer Unterseite angeordnet, und LED-Licht wird nach unten ausgestrahlt.
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Von den LED-Elementen jeweils emittiertes Licht wird durch eine Kondensorlinse gebündelt. Die Kondensorlinse dient einer Bündelung einer großen Anzahl von LED-Lichtstrahlen und einer Ausleuchtung des betroffenen Bereichs des Patienten. Hierbei kann Licht durch eine einzelne Kondensorlinse gebündelt werden. Da bei der vorliegenden Erfindung jedoch insbesondere Licht mit hoher Beleuchtungsstärke an einer Stelle in einer bestimmten Distanz innerhalb eines bestimmten Lichtfelddurchmesserbereichs gebündelt werden soll, ist es wünschenswert, eine Vielzahl von Kondensorlinsen anzuordnen (in der vorliegenden Ausführungsform wird Bestrahlungslicht in einem bestimmten Lichtfelddurchmesser durch Verwendung dreier Kondensorlinsen gebündelt).
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Die oben genannte bestimmte Distanz bezieht sich auf eine ungefähre Distanz zwischen einer den Augen des Trägers entsprechenden Position und dem betroffenen Bereich (in der schematischen Ansicht von 9 als L bezeichnet) und beträgt in der vorliegenden Ausführungsform 400 mm bis 500 mm. Des Weiteren bezieht sich der oben genannte bestimmte Lichtfelddurchmesser auf einen Bereich, in welchem der betroffene Bereich bestrahlt wird (wirksamer Lichtfelddurchmesser ausweislich eines Katalogs o. ä., in der schematischen Ansicht von 9 als Bereich R2 angegeben), und der Durchmesser ist in der vorliegenden Ausführungsform auf etwa 150 mm eingestellt. Bei der vorliegenden Ausführungsform bedeutet die oben genannte hohe Beleuchtungsstärke, dass in einem Mittelpunkt eines bestimmten Lichtfelddurchmessers (in der schematischen Ansicht der 9 als C bezeichnet) eine Beleuchtungsstärke von 65 000 LUX sichergestellt ist, in einem Bereich mit einem Durchmesser von 90 mm um den Mittelpunkt eine Beleuchtungsstärke von 32 500 LUX sichergestellt ist und in einem Bereich mit einem Durchmesser von 150 mm um den Mittelpunkt (in der schematischen Ansicht von 9 als R2 bezeichnet) eine Beleuchtungsstärke von 6500 LUX sichergestellt ist. Diese Beleuchtungsstärken erfüllen die oben genannte IEC-Norm (IEC 60601-2-41; siehe 10).
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Die drei Kondensorlinsen haben dieselbe Ausgestaltung und sind innerhalb dreier Linsenfassungen 25a, 25b und 25c angeordnet, die an die LED-Elementseite des LED-Trägers 24 mittels einer Schraube 22c angebunden sind. Es ist in diesem Fall zu bevorzugen, einen Helikoidmechanismus in den Linsenfassungen 25a, 25b und 25c vorzusehen, so dass jede Kondensorlinse integral entlang einer optischen Achse verschoben werden kann. Der Helikoidmechanismus dient dazu, die Kondensorlinsen, die jeweils in den Linsenfassungen 25a, 25b und 25c gehalten werden, entlang der optischen Achse zu verschieben. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Helikoidmechanismus dazu ausgebildet, die betreffenden Linsenfassungen integral zu drehen und die betreffenden Kondensorlinsen durch integrales Anreiben der vorstehenden Teile 26, die in Links-Rechts-Richtung nach vorn vorstehen, in axialer Richtung zu verschieben.
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Insbesondere ist ein Verbindungselement 27, das sich in seitlicher Richtung erstreckt, mit jedem der nach vorn vorstehenden Teile 26 mittels einer Schraube 22d verbunden, und ein Linsenfassungsdrehbetätigungsteil (Betätigungshebel) 27a ist auf dem Verbindungselement 27 ausgebildet, um von dem Hauptkörper 3 nach vorn vorzustehen. Darüber hinaus ist es möglich, wenn der von dem Hauptkörper 3 (einem Teil des Beschattungsbereichs 3c) nach vorn vorstehende Betätigungshebel 27 gedrückt und betätigt wird, so dass er in Links-Rechts-Richtung gleitet, die betreffenden Linsenfassungen 25a, 25b und 25c integral drehend anzutreiben und die Kondensorlinsen, die in diesen gehalten werden, in axialer Richtung zu verschieben.
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Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die schematische Ansicht nach 9 eine Wirkung der Kondensorlinsen, die jeweils in den Linsenfassungen gehalten werden, beschrieben.
Die Linsenfassungen 25a, 25b und 25c sind derart angeordnet, dass entsprechende optische Achsen X1, X2 und X3 der Kondensorlinsen, die in diesen gehalten werden, sich in einem Punkt F1 schneiden, wobei der Punkt F1 vor einem dem Abstand L (Abstand von einem unteren Ende jeder Linsenfassung zu dem betroffenen Bereich in 9) entsprechenden Punkt liegt. Zusätzlich sind Brennweiten der verwendeten Kondensorlinsen, die in den betreffenden Linsenfassungen gehalten werden, kürzer als der bestimmte Abstand L (eine Fokusposition jeder Linse ist mit F2 bezeichnet).
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Gemäß der Ausgestaltung und der Anordnungsform der Kondensorlinsen kann Bestrahlungslicht, das von jeder Kondensorlinse emittiert wird, mit Bestrahlungslicht von den Kondensorlinsen, die jeweils durch die Linsenfassungen in der Position des bestimmten Abstands L gehalten werden, überlappen. Auf diese Weise ist es möglich, einen Bereich hellen Bestrahlungslichts (am hellsten 65 000 LUX in dem Mittelpunkt C, in welchem das Licht von den drei Kondensorlinsen überlappt, und 32 500 LUX oder mehr in dem Bereich mit dem Durchmesser von 90 mm um einen im Wesentlichen kreisrunden Bereich R1) zu erhalten.
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Zusätzlich verringert sich in einem Bereich (einem im Wesentlichen ringförmigen Bereich R2, der einen Durchmesser von 90 mm bis 150 mm aufweist) außerhalb des Bereichs R1 ein Bereich, in welchem die Bestrahlungsdurchmesser der betreffenden Kondensorlinsen einander überlappen, wodurch ein Bereich entsteht, der ein dunkleres Bestrahlungslicht als das des Bereichs 1 aufweist (ein Bereich innerhalb eines Umfangs des Bereichs R2 entspricht dem effektiven Lichtfelddurchmesser). In einem dazwischenliegenden Grenzabschnitt (einem Außenumfangsrand des Bereichs R1) verändert sich die Beleuchtungsstärke nicht rapide, sondern allmählich (wird allmählich unschärfer) gegenüber dem Bereich R2, wodurch eine Beleuchtungslücke zwischen dem zu beleuchtenden betroffenen Bereich und einem Bereich um dem betroffenen Bereich reduziert ist, so dass eine visuelle Erfassung während der medizinischen Behandlung erleichtert wird.
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Bei der oben beschriebenen Ausgestaltung wird die Fokusposition (Bündelungspunkt) F2, wenn der Betätigungshebel 27a zusammengedrückt und betätigt wird, so dass er in Links-Rechts-Richtung gleitet, wodurch die Kondensorlinse in axialer Richtung verschoben wird, entlang der optischen Achse verschoben, wodurch es möglich ist, ein Bestrahlungsfeld (einen Lichtfelddurchmesser), das durch Überlappung des Bestrahlungslichts der jeweiligen Linsen gebildet ist, auf eine beliebige Größe einzustellen. Da die Tiefe des Bestrahlungslichts innerhalb eines bestimmten axialen Abstands angepasst werden kann, kann somit helles Bestrahlungslicht gemäß der Position des betroffenen Bereichs (Tiefenposition des betroffenen Bereichs) gezielt erzeugt werden.
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Der oben beschriebene Helikoidmechanismus ist bevorzugt derart ausgebildet, dass jede der Kondensorlinsen in axialer Richtung in einem Bereich verschoben wird, in dem ein Abstand zwischen jeder der Kondensorlinsen und der LED-Lichtquelle geringer ist als die Brennweite der jeweiligen Linse und in dem der Abstand größer ist als die Brennweite. Das heißt, dass in einem Zustand, in welchem der Abstand zwischen jeder der Kondensorlinsen und der LED-Lichtquelle geringer ist als eine Brennweite jeder Linse, das von jeder Linsenfassung emittierte Licht gestreut wird, weshalb ein Objekt, auch wenn der Grad der Helligkeit nicht so hoch wie oben beschrieben ist, bis zu einem gewissen Grad mit hellem Bestrahlungslicht bestrahlt werden kann. Des Weiteren konvergiert das von den Linsenfassungen jeweils emittierte Licht in einem Zustand, in welchem der Abstand zwischen jeder der Kondensorlinsen und der LED-Lichtquelle größer ist als die Brennweite jeder Linse. Daher ist es möglich, wenn der Betätigungshebel 27a in diesem Zustand betätigt wird, die Tiefe des Bestrahlungslichts, das wie oben beschrieben eine hohe Beleuchtungsstärke aufweist, anzupassen.
Gemäß einem solchen Helikoidmechanismus ist es möglich, zwischen einem Zustand einer Beleuchtung des betroffenen Bereichs mit Bestrahlungslicht hoher Beleuchtungsintensität und einem Zustand einer Bestrahlung eines größeren Bereichs mit einem bestimmten Grad an Beleuchtungsintensität zu wechseln, so dass die Benutzerfreundlichkeit verbessert werden kann.
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In der Basis 21 ist unterhalb der Linsenfassungen ein Reflexionsspiegel 28 zum Reflektieren von durch die Kondensorlinse übertragenem Licht in Richtung des betroffenen Bereichs des Patienten installiert. Der Reflexionsspiegel 28 ist an einer Spiegelfixierwelle 30 befestigt, die in einem vorbestimmten Winkel zwischen den beiden Seitenwänden 21a angebracht ist, und ist bevorzugt derart ausgebildet, dass der Winkel angepasst werden kann.
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Insbesondere sind beide Enden der Spiegelfixierwelle 30 durch Anbringung einer Hülse 22f an eine Längsnut 21d, die in jeder der Seitenwände 21a geformt ist, drehbar gelagert, und ein Reflexionsspiegeldrehmechanismus 32 ist an einer der beiden Seiten angeordnet. Der Reflexionsspiegeldrehmechanismus 32 umfasst eine Mutter 22g, die zur Fixierung der Spiegelfixierwelle 30 in Oberflächenkontakt mit der Seitenwand 21asteht, und in der Mutter 22g ist ein Drehbetätigungselement (Betätigungshebel) 33 ausgebildet, das fähig ist, eine Drehung auszuführen. Der Betätigungshebel 33 durchgreift ein Langloch 3d, das in einem Endabschnitt des Hauptkörpers 3 (Beschattungsbereich 3c) ausgebildet ist. Wenn dieser Abschnitt mit den Fingern zusammengedrückt wird, um eine Drehung auszuführen, ist es möglich, einen Winkel des Reflexionsspiegels 28 zu ändern, um einen Bestrahlungsbereich in der Vorn-Hinten-Richtung zu verändern.
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Bei einer Änderung des Bestrahlungsbereichs kann der Bestrahlungsbereich bei der vorliegenden Ausführungsform wie oben beschrieben einfach durch Drehung des leichten Reflexionsspiegels 28 geändert werden, anstatt dass es hierzu einer Drehung der gesamten Lichtquelleneinheit 20 bedarf. Eine bogenförmige Einbuchtung 22h ist entlang der Umfangsrichtung an einem äußeren Randbereich der Mutter 22g ausgebildet. Wird ein an der Seitenwand 21a fixierter Begrenzungsstift 22k mit diesem Abschnitt in Kontakt gebracht, ist eine Drehfreiheit des Reflexionsspiegels 28 begrenzt.
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Der oben beschriebene Reflexionsspiegel 28 kann einen Kaltlichtspiegel umfassen. Der Kaltlichtspiegel überträgt Licht mit einer Wellenlänge im Infrarotbereich, wodurch es möglich ist, in dem Strahlungsbereich erzeugte Wärme zu reduzieren und eine Austrocknung des betroffenen Bereichs während der medizinischen Behandlung zu verhindern.
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Die Lichtquelleneinheit 20, die wie in 6 dargestellt integriert ist, ist in dem Lagerungsgehäuse 5 aufgenommen. Hierbei ist ein Verbindungsanschluss (nicht dargestellt) für eine Stromversorgung in der Lichtquelleneinheit 20 vorgesehen, und es bestehen keine besonderen Einschränkungen bezüglich einer Form und einer Anordnungsposition des Verbindungsanschlusses, bezüglich eines Schemas einer Stromversorgung der Lichtquelleneinheit usw. Bezüglich der Stromversorgung ist es des Weiteren beispielsweise möglich, ein Schema der Stromversorgung einer tragbaren Gleichstrom-(DC)-Batterie oder ein Schema einer Stromversorgung aus einer in einem Raum installierten Stromquelle (Wechselstromquelle(AC)) einzusetzen.
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Nachfolgend wird eine Ausgestaltung der Längeneinstellvorrichtung 40 beschrieben.
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Der bandförmige Abschnitt 3a, der sich entlang der Umfangsrichtung des Kopfes H des Trägers P erstreckend angebracht ist, ist derart ausgebildet, dass seine Länge angepasst werden kann. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der bandförmige Abschnitt 3a in der okzipitalen Region unterteilt, und ein distaler Endbereich desselben ist überlappt. Des Weiteren kann die Länge durch Anpassung einer Länge der Überlappung angepasst werden. Die Überlappung des bandförmigen Abschnitts 3a ist durch Bereitstellen einer Rückseite 41, die entlang eines Umfangs der okzipitalen Region des Hauptkörpers 3 gekrümmt ausgebildet ist, durch Einbringen des bandförmigen Abschnitts 3a in eine jeweils an beiden Seiten der Rückseite 41 ausgebildete Einführungsöffnung 41a und durch Einführen des bandförmigen Abschnitts 3a entlang einer gekrümmten Fläche ausgebildet.
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Entlang der Längsrichtung sind an jeweiligen Überlappungsstellen der bandförmigen Abschnitte 3a Öffnungen 42 ausgebildet, eine Zahnstange 42a ist an einer oberen Seite der Öffnung des einen bandförmigen Abschnitts ausgebildet, und eine Zahnstange 42b ist an einer unteren Seite in der Öffnung des anderen Bandabschnitts ausgebildet. Zusätzlich sind ein Paar Führungen 44, welche die von beiden Seiten eingeführten bandförmigen Abschnitte 3a führen, und eine Öffnung 45 zwischen den Führungen in der Rückseite 41 ausgebildet, und dieser Abschnitt ist von einer Abdeckung (Getriebelager) 46 von der Innenseite aus überdeckt.
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Der Verstellknopf 47, der ein Ritzel 47a umfasst, das mit den in den Öffnungen der bandförmigen Abschnitte ausgebildeten Zahnstangen 42a und 42b kämmt, ist in der Öffnung 45 angeordnet, und der Verstellknopf 47 ist durch eine Unterlegscheibe 48a und durch eine Verschlussschraube 48b bezüglich der Abdeckung 46 drehbar gelagert. Zusätzlich ist eine Kappe 49 an einem Betätigungsabschnitt des Verstellknopfes 47 angebracht.
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Bei einer solchen Längeneinstellvorrichtung 40 kommen, wenn der Hauptkörper 3 in einem Zustand, in welchem der bandförmige Abschnitt 3a locker ist, auf den Kopf H aufgesetzt wird, das vordere Polsterelement 61 und das hintere Polsterelement 62 mit der Kopffläche in Kontakt und werden positioniert. Wenn nun die Überlappungslänge des Überlappungsbereichs des bandförmigen Abschnitts 3a durch Drehen des Verstellknopfes 47 angepasst wird, erfolgt eine Befestigung an dem Kopf. Auf diese Weise wird eine Position, in welcher der Hauptkörper 3 an dem Kopf H befestigt ist, stabilisiert.
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Die Beleuchtungseinrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform kann durch Aufsetzen des Hauptkörpers 3 auf den Kopf und Anpassen der Länge des bandförmigen Abschnitts 3a einfach angebracht werden und den betroffenen Bereich des Patienten mit Licht gleicher Helligkeit in einem bestimmten Lichtfelddurchmesser bestrahlen, auch wenn keine umfassende Operationsleuchtenausrüstung vorhanden ist. Bei auf dem Kopf aufgesetztem Hauptkörper ist des Weiteren der Schwerpunkt wie oben beschrieben in Richtung des Kopfmittelpunkts gelenkt, und die Gewichtsverteilung ist im Vergleich zu einer bekannten Beleuchtungseinrichtung hervorragend. Somit ist es möglich, auch wenn der Träger die medizinische Behandlung für eine lange Zeit ausführt, die Belastung zu verringern. Dadurch, dass des Weiteren die Brennweite und die Bestrahlungsposition des Lichtfelddurchmessers mit konstanter Helligkeit bei der vorliegenden Ausführungsform mittels der Betätigungshebel 27a und 33 auf einfache Weise verstellbar sind, können die Bedienbarkeit und die Handhabungseigenschaften verbessert werden.
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Zwar wurde im Vorhergehenden eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben, die Erfindung ist jedoch nicht auf die im Vorhergehenden beschriebene Ausführungsform beschränkt und kann auf vielfältige Weise modifiziert werden. Beispielsweise kann die Beleuchtung oder der Lichtfelddurchmesser der LED-Lichtquelle entsprechend den Spezifikationen der Lichtquelleneinheit 20 auf geeignete Weise verändert werden. Beispielsweise kann die Anzahl und die Anordnung der LED-Elemente, ein Brechungsindex der Kondensorlinse oder die Anzahl der angeordneten Kondensorlinsen, usw. angepasst werden. Zusätzlich ist die Konfiguration oder eine Anordnung der Längeneinstellungsvorrichtung 40 beliebig und kann entsprechend verändert werden. Auch wenn des Weiteren die Kühlplatte 70 in der rechtwinkligen Form ausgebildet ist, kann eine Form derselben entsprechend angepasst werden. Beispielsweise kann eine Breite nach hinten ausgedehnt werden, so dass Position des Schwerpunkts auf der Rückseite ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Beleuchtungseinrichtung
- 3
- Hauptkörper
- 3a
- bandförmiger Abschnitt
- 3b
- Vorsprung
- 3c
- Beschattungsbereich
- 3c
- Beschattungsbereich
- 3d
- Langloch
- 5
- Lagerungsgehäuse
- 5a
- Schraube
- 5b
- Öffnung
- 5c
- Schutzscheibe
- 20
- Lichtquelleneinheit
- 21
- Basis
- 21a
- Seitenwände
- 21b
- Deckenwand
- 21d
- Längsnut
- 22
- Trägerbasis
- 22a
- Schraube
- 22b
- Schraube
- 22c
- Schraube
- 22d
- Schraube
- 22f
- Hülse
- 22g
- Mutter
- 22h
- Einbuchtung
- 22k
- Begrenzungsstift
- 24
- LED-Träger
- 25a, 25b, 25c
- Linsenfassung
- 26
- Teile
- 27
- Verbindungselement
- 27a
- Betätigungshebel
- 28
- Reflexionsspiegel
- 30
- Spiegelfixierwelle
- 32
- Reflexionsspiegeldrehmechanismus
- 33
- Betätigungshebel
- 40
- Längeneinstellvorrichtung
- 41
- Rückseite
- 41a
- Einführungsöffnung
- 42
- Öffnung
- 42a
- Zahnstange
- 42b
- Zahnstange
- 44
- Paar Führungen
- 45
- Öffnungen
- 46
- Abdeckung
- 47
- Verstellknopf
- 47a
- Ritzel
- 48a
- Unterlegscheibe
- 48b
- Verschlussschraube
- 49
- Kappe
- 61
- Polsterelement
- 61a
- Joch
- 62
- Polsterelement
- 62a
- Joch
- 65
- Schraube
- 70
- Kühlplatte
- 71
- Wärmeleitrohr
- 72
- Wärmedämmelement
- C
- Mittelpunkt
- E
- Ohren
- F1
- Punkt
- F2
- Linse
- H
- Kopf
- L
- Abstand
- P
- medizinisches Personal
- R1
- Durchmesser
- R2
- Durchmesser
- X1
- Achse
- X2
- Achse
- X3
- Achse
