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Die Erfindung betrifft eine modulare Multifunktions-Behandlungs- und Operationsleuchte (im Folgenden als Multifunktionsleuchte bezeichnet) zum Einsatz in der Medizin und Zahnmedizin. Diese Multifunktionsleuchte kann mit Hilfe von Gerätemodulen, die in einen im Leuchtengehäuse vorhandenen Schacht eingeschoben oder eingesetzt werden, als Kamera (Photo und/oder Video), als Operations-Mikroskop oder zum Einsatz diagnostischer Zusatzgeräte (z. B. Kariesdetektion etc.) verwendet werden.
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In der Medizin (besonders in der Chirurgie) und Zahnmedizin werden heute verschiedene Systeme zur Photographie bzw. Videodokumentation und Videoübertragung eingesetzt. Dazu zählen Kameras, die in die Operationsleuchte eingebaut sind (sogen. in-light Kameras, z. B.
WO 2009023872 A1 ,
WO 2006119445 A2 ,
US 7224472 ,
US 2012135387 A1 ,
DE 20 2007 007 054 U1 ), Kameras, die nachträglich auf der OP-Leuchte befestigt werden (
WO 9820277 A1 ) und Handkameras, die zur Aufnahme vom Behandler, seinem/seiner Assistenten/in oder einem Photographen/Kameramann angefasst werden müssen. Hierzu gehören die zahnärztlichen intraoralen Kameras (v. a. für Standbilder,
DE 10 2009 017 801 A1 ,
IL 177469 A ,
EP 2161607 A1 ) und Handkameras (DSLR = digitale Spiegelreflexkameras bzw. digitale Kompaktkameras und Camcorder) z. T. mit Spezialobjektiven oder Spezialbeleuchtung (z. B. Medical Nikkor, DoctorsEyes etc.;
JP 2001356403 A ,
DE 20 2004 011 857 U1 )
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Die besten Kamerasysteme sind die Kameras, welche in einer Behandlungs- bzw. OP-Leuchte integriert sind, weil hier die Beleuchtung optimal ist (schattenfreie Ausleuchtung wie bei einem Ringblitz), weil es keine hygienischen Nachteile wie z. B. bei Handkameras gibt, und weil diese Kameras sehr ergonomisch sind. Die Kamera nimmt immer dort auf, wo der Lichtstrahl der Leuchte hinfällt. Es muß kein zweites Stativ ausgerichtet werden und nichts muß mit der Hand angefasst werden. Der Chirurg/Arzt bzw. Zahnarzt hat stets beide Hände frei (die Leuchte wird üblicherweise von der Assistenz eingerichtet).
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Operationsmikroskope (= OP-Mikroskope) dienen der optischen Vergrößerung des Arbeitsfeldes während der Behandlung/Operation. Alle heutigen medizinischen und dentalen OP-Mikroskope benötigen eigene Trägersysteme, d. h. ausbalancierte Rohrsysteme an deren Kopfende sich das OP-Mikroskop befindet. Auch bei OP-Mikroskopen können über eingebaute Strahlenteiler Videobilder „ausgespiegelt” und mit einer Video- bzw. Photokamera aufgenommen werden.
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Das Patent
WO 2006091712 A2 beschreibt die Idee mehrere Geräte (z. B. Röntgen und Kamera) in einem Gehäuse unterzubringen. Dieses Patent nutzt keine Behandlungs-OP-Leuchte sondern ein separates Gehäuse, in das die Geräte integriert sind. Es können nur Spezialkameras und nicht alle möglichen marktgängigen Kameras (z. B. DSLR = digitale Spiegelreflexkamera, Camcorder) verwendet werden, noch ist die Nutzung als OP-Mikroskop, wo der Arzt hinter der Leuchte sitzt, beschrieben.
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Alle heutigen Behandlungs- und Operations-Leuchten-Kamerasysteme haben folgende Nachteile:
- 1. Leuchten-Kamera-Systeme haben nur ganz bestimmte Funktionen, z. B. Videoaufnahmen zu machen.
- 2. In-light Kameras sind fest in die Leuchten integriert, so dass die Photo/Videokameras nicht beliebig gegen andere Kameras/Geräte ausgetauscht werden können. Sind die jeweiligen integrierten Kameras veraltet, muß eine neue Leuchte bzw. ein neuer Leuchtenkopf erworben werden.
- 3. Kameras zur nachträglichen Befestigung auf der Behandlungs- bzw. OP-Leuchte sind auf bestimmte Maximalgewichte und Dimensionen begrenzt, da nicht jede Leuchte mit schweren Gewichten bzw. großdimensionierten Kameras (z. B. DSLR) belastet/beladen werden kann. Große Kameras/Geräte haben u. U. eine Abdunklung der Lichtintensität bzw. eine Schattenbildung im Aufnahmegebiet zur Folge
- 4. keine der vorhanden Behandlungs-OP-Leuchten kann als OP-Mikroskop genutzt werden
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Die Nachteile heutiger OP-Mikroskope sind:
- 5. Operations-Mikroskope benötigen separate Trägersysteme und Halterungen und sind somit nur parallel oder zeitlich nacheinander zu Arbeitsfeldleuchten oder OP-Leuchten einsetzbar (erhöhter Platzbedarf). Je mehr Geräte benutzt werden, desto mehr Tragarme (für Leuchte, Mikroskop etc.) bzw. Ständer o. ä. befinden sich im Behandlungs- bzw. im Operationsraum und erschweren das Handling der einzelnen Leuchten/Geräte.
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Mit der Erfindung wird erreicht, dass eine Multifunktions-Behandlungs- und Operationsleuchte mit Schacht nach Schutzanspruch 1 mit Gerätemodulen (Kameramodul, Mikroskopmodul etc.) nach Schutzanspruch 2, bestehend aus Modulbox mit eingebauten Geräteblocks nach Schutzanspruch 3, jederzeit beliebig erweitert und nachgerüstet werden kann.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Leuchtengehäuse 6 nach 3 einen geräumigen Schacht 7 aufweist, in den nach 5 modulare Einschübe 15 (= Gerätemodule) von hinten oder oben eingeschoben bzw. eingesetzt werden können. So kann die Multifunktionsleuchte mit nur einem Handgriff mit allen möglichen Geräten um- bzw. nachgerüstet werden.
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Die Bezeichnung Modulbox wird im Folgenden für die leere Modulbox ohne Kamera/Geräte verwendet, wohingegen das Wort Gerätemodul die funktionsfähige, mit einer Photo/Videokamera bzw. einem Gerät bestückte Modulbox bezeichnet.
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Die modularen Einschübe (= Gerätemodule) ermöglichen den Einsatz beliebiger (digitaler) Photoapparate, Videokameras, Mikroskope, Stereo-Videokameras und Diagnosegeräte, welche mit bestimmten (UV, IR etc.) Lichtquellen arbeiten.
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Will ein Chirurg/Zahnarzt z. B. (s)eine digitale Spiegelreflexkamera nutzen, so wird diese nach 7 auf die speziell für diesen Kameratyp gefertigte (z. B. mit 3D Druck) Montageplatte 25 des Geräteblocks 23 montiert. Zur externen Bedienung der Kamerafunktionen wird nach 8 die Lage der Druckmagnete 27 und/oder anderer elektromechanischer Komponenten, z. B. von Schrittmotoren zur Bedienung einer Zoomwippe bzw. zur Drehung des Schärfe- bzw. Blenderinges, auf der Bedienungsplatte 26 der Situation des Kamerabedienfeldes 29 individuell angepasst. Die Anschlussdrähte der Druckmagnete bzw. Schrittmotoren werden mit den mehrpoligen Steckverbindern 17 der Modulbox verbunden/verlötet. Ebenso alle Kabel zur Stromversorgung, zum Vorschaumonitor, zur Verbindung mit einem Computer etc.
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Nun wird der Geräteblock 23 mit montierter Kamera/Camcorder, Mikroskop, Diagnosegerät nach 9 in die Einschubbox 15 geschoben/gesetzt und fixiert/arretiert. Durch eine mit einer Dichtung versehene Tür/Klappe 19 wird das Gerätemodul hermetisch verschlossen.
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Alle möglichen heutigen und zukünftigen Modelle von Photokameras, Videokameras, OP-Mikroskopen oder Diagnosegeräten können auf diese Weise typspezifisch in solche Modulboxen eingesetzt und montiert werden und als Gerätemodule dem Chirurg/Zahnarzt mit einem Handgriff zur Verfügung stehen.
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Zum Gebrauch der einzelnen Geräte wird das Gerätemodul z. B. auf einer Schiene wie ein Schlitten in den Schacht 7 des Leuchtengehäuses eingeschoben oder es wird von oben in den Schacht 7 eingesetzt. Es rastet ein oder wird arretiert (z. B. mit Schnellspanner). Aus hygienischen Gründen ist die Rückseite/Oberseite des Gerätemoduls mit einer Tür/Klappe 19 hermetisch und wasserdicht (Desinfektionsmittel) verschliessbar.
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Die Front des Leuchtenkörpers 6 ist nach 3 mit den für die Ausleuchtung des Behandlungs- bzw. Operationsfeldes üblichen Halogen- oder LED-Lampen 9 bestückt. Daneben befinden sich nach Schutzanspruch 4 noch weitere schräg nach vorne bzw. nach unten gerichtete Lampen 10 z. B. für Nahaufnahmen, für den Einsatz eines OP-Mikroskops bzw. Lampen zu diagnostischen Zwecken (z. B. UV-Licht) am Leuchtenkörper.
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Nach Schutzanspruch 5 besitzt das Leuchtengehäuse 6 nach 3 ein optisches Fenster 8, welches sich vor dem Objektiv der jeweiligen Photo/Videokamera befindet.
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Nach Schutzanspruch 6 befindet sich am Leuchtengehäuse nach 3 vorzugsweise auf der Vorderseite ein wasserdichtes Bedienfeld bzw. eine (Folien)tastatur 11 zur externen Bedienung der/aller Kamera- bzw. Camorder-Funktionen bzw. zur Einstellung der Kameramenüs und – bei Verwendung einer DSLR – zur Bedienung des Fokus und Blendenringes.
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Nach Schutzanspruch 7 befindet sich auf der Aussenseite des Leuchtengehäuses 6 nach 3 ein Infrarot-(IR) oder Funksensor 12 zur Fernbedienung der Kamera/Gerätefunktionen mit einer Universalfernbedienung. Vor allem der Auslöser bei einer Photokamera, die Aufnahme-, Pause- und Stopp-Funktionen bei einer Videokamera und die Zoom-Funktion sollten wegen Verwacklungsgefahr berührungsfrei fernbedient werden können.
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Der IR/Funksensor 12 wird mit einem in das Leuchtengehäuse 6 integrierten Mehrkanal-Funkempfänger verdrahtet. Das Ausgangssignal des Empfängers wird mit der Steckverbindung (Stecker oder Buchse) des externen Bedienfeldes bzw. der (Folien)Tastatur 11 verbunden. Auf diese Weise können die Kamera/Camcorder-Funktionen sowohl über das externe Bedienfeld 11 als auch über eine Universalfernbedienung gesteuert werden.
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Die Gerätekabel zur Stromversorgung, zur Signal/Datenübertragung an die Monitore/Drucker und/oder an einen Computer verlaufen gebündelt im Inneren des Leuchtengestänges und sind im Leuchtengehäuse vergossen. An der Innenseite des Leuchtengehäuses sind alle Gerätekabel (z. B. DC, AV, HDMI, USB, Thunderbolt etc.) mit einem mehrpoligen Stecker bzw. einer Buchse verlötet, der/die beim Einschieben/Einsetzen des Gerätemoduls 15 in den Schacht 7 im Leuchtengehäuse 6 automatisch mit der entsprechenden mehrpoligen Anschlussbuchse bzw. dem Stecker 17 an der Aussenseite des Gerätemoduls einrastet und kontaktiert.
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Nach Schutzanspruch 8 befindet sich auf der Innenseite des Leuchtengehäuses 6 weiterhin eine mehrpolige Steckverbindung (Stecker oder Buchsen) zum Anschluß der Drähte der (Folien)Tastatur und des Funkempfängers, der mit der Folientastatur gekoppelt ist.
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Die Bezeichungen Stecker/Buchse bzw. Steckverbindung werden immer exemplarisch verwendet, da je nach Montageart Buchsen oder Stecker verwendet werden. Die Beschreibung und die Schutzansprüche beziehen sich immer auf mehrpolige Buchsen und/oder auf mehrpolige Stecker (z. B. von HIROSE).
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Nach 5 können in den Schacht 7 des Leuchtengehäuses 6 diverse individuelle Gerätemodule 15 mit montierten (digitalen) Kameras 9, Videokameras, Mikroskopen 6 oder mit Diagnosegeräten eingeschoben und arretiert wenden.
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Zur Schnellarettierung der Gerätemodule kann sich im Leuchtenkörper z. B. an der Oberseite der Modulbox ein Bolzen befinden, der durch eine Feder beim Einrasten in die hierfür vorgesehene Bohrung des Leuchtenkörpers geschoben wird. Zum Lösen des Rastmechanismus wird der Bolzen mit einem im Leuchtengehäuse verankerten Gegenbolzen durch Fingerdruck wieder nach unten gedrückt und die Box gleichzeitig aus dem Schacht herausgezogen.
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Nach Schutzanspruch 9 und 4 besitzen die Gerätemodule hinten bzw. oben Haltegriffe 16 zum sicheren Einschieben bzw. Einsetzen der Modulboxen in das Leuchtengehäuse und zur Führung des OP-Mikroskopmoduls 2.
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Nach Schutzanspruch 11 und 4 besitzen die Gerätemodule ein optisches Fenster 18 an der Frontseite und z. B. beim Mikroskopmodul 6b auch ein optisches Fenster 22 auf der Unterseite.
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Nach Schutzanspruch 10 befinden sich an der frontalen Aussenseite bzw. der Unterseite der Gerätemodule nach 4 mindestens zwei mehrpolige Steckverbindungen 17 (Stecker oder Buchsen) zur Verbindung mit den mehrpoligen Steckverbindungen (Stecker oder Buchsen) auf der Innenseite des Leuchtengehäuses einmal für die Geräteanschlüsse (z. B. DC, AV, HDMI, USB, Thunderbolt etc.) und zum anderen für die Gerätebedienung über die externe (Folien)tastatur 11 und die individuelle Bedienungsplatte 26.
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Die verschiedenen Geräte 24 (Camcorder, Spiegelreflexkameras, Kompaktkameras, Mikroskope, Diagnosegeräte etc.) werden nach 7 auf individuellen Montageplatten 23 montiert.
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Nach Schutzanspruch 13 ist an der Montageplatte 23 nach 7 die Bedienungsplatte 26 zur Bedienung der Kamera/Geräte-Funktionen über das externe Bedienfeld bzw. die (Folien)tastatur 11 und/oder die Fernbedienung montiert. Die elektrische Übertragung der Signale der externen (Folien)Bedienfeldtasten 11 bzw. der Fernbedienungssignale zur mechanischen Betätigung der Bedientasten auf dem Bedienfeld 29 der Kameras/Geräte kann nach Scutzanspruch 14 nach 8 mit Druckmagneten 27, zur Bedienung z. B. einer Zoomwippe auch mit Schrittmotoren oder anderen elektromechanischen Komponenten erfolgen.
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Die Montage- und Bedienungsplatten werden nach je nach Kamera/Gerätemodell individuell gefertigt (CNC oder 3D Druck). Alle Teile können auch in einem Stück (z. B. aus transparentem Plexiglas oder mit für den 3D-Druck geeignetem ABS gefertigt werden. Die Bohrungen für die Befestigung der Druckmagnete/Solenoide oder Schrittmotoren/Servos werden je nach Kamera/Gerätetyp individuell (CNC) gebohrt/gefräst.
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Unterschiedliche Kamera/Gerätetypen besitzen unterschiedliche Gewichte. Das hätte zur Folge, dass sich die Traglast der Leuchte bei jedem Gerätewechsel ändern würde. Da heute die meisten Arbeitsfeldleuchten mit Gasdruckfedern austariert werden, damit sie nach jedem Positionswechsel in der Schwebe bleiben, müsste bei jedem Gerätewechsel die Gasdruckfeder nachjustiert werden.
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Nach Schutzanspruch 15 und 7 und 9 werden die Gerätemodule (entweder ab Werk oder vor Ort bei der Montage der Leuchte) mit Einlage/Einschubgewichten 28 auf ein bestimmtes Standardgewicht austariert.
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Beispiel:
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Geht man davon aus, dass kaum eine Kamera bzw. ein Stereo-Mikroskop schwerer als 2 Kilogramm sind, dann werden alle Gerätemodule inklusive der montierten Geräte und Kabel mit einem Standard-Gewicht von 2,5 Kilogramm ausgeliefert. Bei leichten (Kompakt)Kameras werden große Gewichte, bei schweren (Spiegelreflex)Kameras, Camcordern oder Mikroskopen geringe Zusatzgewichte eingesetzt. So haben alle Gerätemodule bei Auslieferung ein fixes Standardgewicht.
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Zur Fernbedienung einiger oder aller möglichen Kamera/Camcorder/Geräte-Funktionen (Auslöser, Zoom, Menü etc.) kann eine einzige Universalfernbedienung eingesetzt werden. Der in das Leuchtengehäuse 6 eingebaute mehrkanalige Funkempfänger leitet die Funksignale der Fernbedienung zu den auf der Bedienungsplatte 26 montierten Druckmagneten/Solenoiden oder Schrittmotoren/Servos weiter, welche dann die jeweiligen Bedientasten auf dem Bedienfeld 29 der Kamerades Gerätes, die Zoomwippe oder die Drehringe (Fokus, Blende) am Photo/Videokamera-Gehäuse mechanisch betätigen.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind:
- 1. Multifunktionelle Behandlungs- bzw. Operationsleuchte, die mit individuellen Gerätemodulen aus- und nachgerüstet werden kann
- 2. Möglichkeit der Verwendung zukünftiger Photo/Videokameras, Mikroskope und diagnostischer Geräte in standardisierten Gerätemodulen
- 3. Verwendung eines einzigen Trägersystems für Beleuchtung, Dokumentation und Mikroskopie spart Platz und erleichtert das Handling der Geräte im Behandlungs/OP-Raum
- 4. Bedienung aller eingebauten Geräte (Kameras, Camcorder etc.) über elektromechanische Koppelung von aussen oder über eine einheitliche Fernbedienung
- 5. Einsatz der Behandlungs- bzw. Operationsleuchte als OP-Mikroskop
- 6. Optimale Hygiene durch Verwendung hermetisch geschlossener Gerätemodule.
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Bezugszeichenliste
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Fig. Leuchte mit Mikroskopmodul und Behandler
- 1
- Deckenhalterung
- 2
- Teleskoprohr
- 3
- Rohr mit Ausgleichsgewicht
- 4
- Endrohr gebogen (oder senkrecht)
- 5
- Mikroskopmodul im Leuchtengehäuse
Fig. 2 Leuchtenarm-Endstück mit Mikroskopmodul - 4
- Endrohr gebogen (oder senkrecht)
- 5
- Mikroskopmodul im Leuchtengehäuse
Fig. 3 Leuchtengehäuse - 6
- Leuchtengehäuse
- 7
- Schacht im Leuchtengehäuse
- 8
- optisches Fenster
- 9
- LED/Halogen-Lampen
- 10
- Lampen dür Nahaufnahmen
- 11
- Bedienfeld/Folientastatur
- 12
- IR/Funksensor
- 13
- Aussparungen für Mikroskop-Bedienung (Einstellräder) Okulare und Sichtfenster
- 14
- Haltegriffe des Leuchtengehäuses
Fig. 4 Gerätemodul - 15
- Gerätemodul
- 16
- Haltegriffe des Gerätemoduls
- 17
- mehrpoliger Steckverbinder, aussen
- 18
- optisches Fenster vorne
- 19
- Verschlusstür/Klappe
Fig. 5 Gerätemodul zum Einschub in Leuchtenschacht - 6
- Leuchtengehäuse
- 14
- Gerätemodul
Fig. 6 Gerätemodul mit eingebautem OP(Stereo)-Mikroskop - 15
- Gerätemodul
- 20
- Okulare, beweglich
- 21
- Fokus-Einstellräder
- 22
- optisches Fenster unten
Fig. 7 Geräteblock mit Compact-Kamera - 23
- Geräteblock
- 24
- Kamera
- 25
- Montageplatte
- 26
- Bedienungsplatte
- 27
- Druckmagnete mit Rückholfeder
- 28
- Ausgleichsgewicht(e)
Fig. 8 Detail des Geräteblocks - 23
- Geräteblock
- 26
- Bedienungsplatte
- 27
- Druckmagnete mit Rückholfeder
- 29
- Bedienfeld der Kamera
Fig. 9 Geräteblock mit Compact-Kamera im Gerätemodul - 15
- Gerätemodul
- 19
- Verschlusstür/Klappe
- 23
- Geräteblock
- 24
- Kamera
- 25
- Montageplatte
- 26
- Bedienungsplatte
- 28
- Ausgleichsgewicht(e)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2009023872 A1 [0002]
- WO 2006119445 A2 [0002]
- US 7224472 [0002]
- US 2012135387 A1 [0002]
- DE 202007007054 U1 [0002]
- WO 9820277 A1 [0002]
- DE 102009017801 A1 [0002]
- IL 177469 A [0002]
- EP 2161607 A1 [0002]
- JP 2001356403 A [0002]
- DE 202004011857 U1 [0002]
- WO 2006091712 A2 [0005]
