JP6106884B2 - 多機能ディスプレイを有する技術医用装置 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも一つのディスプレイスクリーンを有する技術医用装置、及び、少なくとも一つのディスプレイスクリーンを有する技術医用装置を操作するための方法に関する。

技術医用装置は、しばしば、ＬＣＤスクリーン、ＴＦＴスクリーン、又はＯＬＥＤスクリーンのようなディスプレイスクリーンを備え、それらは、タッチスクリーン機能付きで具体化されてもよいし、タッチスクリーン機能なしで具体化されてもよい。情報を表示することに加えて、タッチスクリーンはまた、タッチスクリーン表面上のユーザによる指紋操作による情報のために、便利且つ多様な入力選択肢を提供し、平坦なデザインにより、タッチスクリーンはまた、洗浄が容易で従って衛生的な表面を提供する。

技術医用装置は、しばしば、情報出力及び情報入力のために様々な他の装置を備える。例えば、ラウドスピーカによって、音響信号が発せられる。指紋センサ、又はスクリーンの正面に保持された文書を入力するためのカメラのような光学センサもまた、技術医用装置の一部であってもよい。

それらの装置の各々は、制御分析ハードウエアを有する独立のコンポーネントである。したがって、上述したタイプの装置を備えた技術医用装置を備え付けることは、高い組み立て労力及び複雑性、高いコスト、及び、故障の場合のメンテナンスの高い複雑性を意味する。さらに、上述した装置のために分かれたコンポーネントを使用することにより、技術医用装置の表面はしばしば分かれ、それは表面の洗浄を困難にし、また美的欠点を有することもある。

したがって、本発明の目的は、従来技術の状態の欠点を解決するように、技術医用装置を改良することにある。

米国特許出願公開第２００３１５１６００号明細書 欧州特許出願公開第０６２３３５７号明細書

本発明の教示によれば、この目的は、技術医用装置が、音響信号を発し、且つ音響信号を電気信号に変換し、且つ／又はそのスクリーン表面の少なくとも一部の正面に保持された物体を光学的に検出し、且つ／又は電磁信号を送り且つ受けるディスプレイスクリーンを有するという事実によって、請求項１、２及び３の前文による技術医用装置によって達成される。

さらに、本発明の教示により、この目的は、請求項１９による方法によって達成され、その方法によれば、単一のモジュールが、光学信号、音響信号、及び／又は電磁的信号を出力及び検出するために技術医用装置において使用される。

有利な実施形態は、従属請求項の対象事項である。

医用装置のためのディスプレイスクリーンは、従来技術の状態において、主としてＴＦＴ−ＬＣＤ（thin-film transistor liquid crystal displays、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ）として具体化される。これらは、液晶ディスプレイスクリーンの特殊な実施形態であり、そこでは、各画素が、アモルファスシリコンの塗布層を有するガラス支持体上に、画素自身の制御用トランジスタを有する。各液晶セル及び／又は各画素は、それに空間的に近いトランジスタによってスイッチイングされるから、この支持体は、ディスプレイスクリーンの表面全体の上に広がる。このようにして、液晶セルの偏光面が回転させられ、液晶セルの背後に配置された光源からの偏光は、通過させられるか、遮断されるかする。個々の画素の適当な制御により、表示がユーザのためにスクリーン上に形成される。

アモルファスシリコンは、比較的乏しい半導体特性を有する。それは、多数の粒界によって決定される比較的乏しい電子移動性を有する。ポリシリコンを使用する場合、粒子サイズは、アモルファスシリコンを使用した場合よりも大きいが、それにもかかわらず、ポリシリコンも、乏しい半導体特性を有し、それは、複雑な電子機器の集積を困難にする。

「連続粒界結晶」シリコン（"continuous grain" silicon）（ＣＧ−Ｓｉ）として知られるＴＦＴ−ＬＣＤを使用する別形態のシリコンが売り出された。このＣＧ−Ｓｉは、その特性が単結晶シリコンに比較的近くなっている。ＣＧ−Ｓｉは、アモルファスシリコン又はポリシリコンより大きくより均一な結晶を有し、そのため、電子移動度は、アモルファスシリコンの６００倍より大きくなる。したがって、その事実により、集積コンポーネントの導電性が改善され、集積コンポーネントを、同じ導電性を維持しながら、より小さい寸法で寸法決めすることができる。ＣＧ−Ｓｉ技術は、（電界効果トランジスタの最小ゲート長）３μｍのサイズのトランジスタを可能にし、最小トランジスタサイズは、その技術の更なる発達により、更に低下するであろう。かくして、ＣＧ−Ｓｉを使用する場合、複雑な電子グループ及びセンサも、液晶セル用の制御トランジスタに加えて、指示ガラス上に集積される。例えば、特許文献１（米国特許出願公開第２００３１５１６００号明細書）は、かかる連続粒界技術を使用したディスプレイを開示し、そのディスプレイでは、トランシーバの少なくとも一部、及びシステムコントローラの少なくとも一部、並びにＬＣＤディスプレイの液晶セルの制御電子機器が基板上に集積される。

光学的情報を表示すること、及び／又は在来のタッチスクリーンの機能性に加えて、他の機能性を有するディスプレイスクリーンが、多機能ディスプレイとして、以下に言及される。多機能ディスプレイがＣＧ−Ｓｉ技術に基づくか否かは、ここでは問題ではない。重要なのは、基礎となる技術が、イメージ生成装置を制御するための制御コンポーネントが集積されるのと同じ半導体層上に、付加電子コンポーネントをも集積することを可能にすることである。これらの付加電子コンポーネントは、イメージ生成装置に加えて、種々の他の装置を制御するために使用してもよい。イメージ生成装置は、例えば、ＬＣＤの場合に液晶セルを制御するトランジスタのようなイメージを表示するのに使用されるすべての装置と、例えば、駆動回路のような他の必要なすべての装置とを含む。

これは、技術医用装置のために、様々な可能なアプリケーションを利用できるようにする。

血液透析装置として、又は自動腹膜透析のための装置として具体化されるディスプレイ機器は、技術医用装置の代表として以下に検討される。本発明は、更なる助けなしで、いかなる技術医用装置とともに使用してもよいことは、当業者に明らかである。

透析装置は、腎不全を患う人を治療するのに使用される。このプロセスにおいて、技術的方法によって、毒素と水が患者の身体から除去される。人の腎臓の一つの本質的な仕事は、血液から尿中に除去しなければならない物質を分離することと、水の除去と電解質とのバランスを調節することである。血液透析は、機能不全の補償のための治療方法である。

血液透析において、血液は、体外循環における透析装置の血液チャンバの中を通って向けられ、この血液チャンバは、半透膜によって、透析液チャンバから分離されている。ある濃度の血液電解質を含む透析液が、この透析液チャンバの中を通って流れる。透析液中の物質濃度は、健康な人の血液中の濃度と同一である。治療中、患者の血液と透析液とは、半透膜の両側を所定の流量で、通常は向流で、通過する。尿中に除去されなければならい物質は、血液チャンバから半透膜を通って透析液用のチャンバの中へ拡散し、同時に、血液中及び透析液中の電解質は、高い濃度を有するチャンバから低い濃度を有するチャンバへ拡散する。膜透過圧を印加することによって、代謝が更なる影響を受けることがある。

腹膜透析において、患者の腹腔は、ダイアフラムを通過したカテーテルの中を通って透析液で満たされる。この透析液は、内在性の液体に関して濃度勾配を有する。体内の毒素は、半透膜として機能する腹膜を通って腹腔に入る。数時間後、患者内の使用済みの透析液は交換される。この処理の少なくとも部分的な自動化のために、実際には、フレセニウス・メディカル・ケア社（Fresenius Medical Care）のスリープ・セイフ装置(Sleep-Safe machine)のような特別な機器が使用される。

情報の表示及び入力のためのタッチスクリーンディスプレイは、血液透析を実行するための、又は自動腹膜透析のための装置において永らく技術水準であった。例えば、特許文献２（欧州特許出願公開第０６２３３５７号明細書）には、装置とユーザとの間のインタフェースがかかるタッチモニタによって実行される、透析のための装置及び方法が記載されている。

タッチスクリーンディスプレイは、接触されたときに、分析ユニットにおいて接触の位置を定めることができる電気信号を発生させる接触感応層を備えてもよい。このようにして、ディスプレイスクリーン上の指紋の位置を突き止めることができる。

追加の接触感応層により、タッチスクリーンは、通常、普通のＴＦＴ−ＬＣＤよりも高価である。ＣＧ−Ｓｉ技術はまた、各画素の下のガラス支持体上にフォトトランジスタを集積することを可能にする。これらは、入射光を電気信号に変換する光学センサとして働く。これは、画像技術において画素精度でディスプレイ上の物体を操作することを可能にする。この特性は、例えば、ディスプレイスクリーン上の指の位置を決定するのに利用することができ、かくして、タッチスクリーンの機能性を模擬するのに利用することができ、ディスプレイスクリーン上の接触感応層がそうする必要がないという相違点を有する。

さらに、物体はまた、ディスプレイスクリーン上のそれらの構造に関連して認識される、というのは、イメージフォトトランジスタの分解能は、ディスプレイスクリーンの分解能に一致するからである。例えば、３８ｃｍ×３０ｃｍのスクリーン表面領域にわたって、横方向に１２００画素×縦方向に８００画素のスクリーン分解能であれば、これは、横方向に焼く８０ｄｐｉ、縦方向に６８ｄｐｉのセンサ装置の分解能を与える。この分解能は、例えばバーコードを入力するのに、また、しかるべく設計された他のパターンを認識するのに十分である。

かくして、このようにして設計された多機能ディスプレイは、光学センサとして働く。これは、透析装置に対する使用に関連してある利点を与える。治療前、透析装置は、透析フィルタ、チューブセット、又は透析特有の溶液又は粉末を有する保管容器のような、使い捨てられるもの（使い捨て可能な医用物品）を備える。これらは、確認のためのバーコードを備えてもよい。他のグラフィック特性、例えば着色も考えられる。透析装置は、治療及び患者のタイプに依存して、異なった使い捨てられるものを備える。例えば、大人の治療用の透析フィルタと、子供の治療用の透析フィルタとの間で区別がされる。

治療されるべき患者、並びに担当医師によって取り決められた治療についてのデータが、透析装置のために通常開示される。これは、しばしば、治療パラメータの入力によって手動によって行われる。このように設けられた多機能ディスプレイのタッチスクリーン機能性は、ここで使用されてもよい。

しかしながら、代わりになるべきものとして、患者はまた、患者の明白な識別のために、例えばバーコードを有する、個別の患者カードを有してもよい。中央コンピュータに、現在設定されている透析治療のためのパラメータをその特定の患者の各透析治療のために保存してもよい。そして、患者カードを、透析装置のディスプレイスクリーンの賞面に保持するのがよく、ディスプレイスクリーンは、スキャナ機能を揺する多機能ディスプレイとして設計されており、その結果、バーコードを入力することができる。

かくして、透析装置を、バーコード入力に割り当てられが患者データ及び治療データが保存されている中央コンピュータとのデータ接続により、治療のために自動的に設定することができる。典型的な治療パラメータは、例えば、血液流量及び透析流量を含む。さらに、透析装置はまた、このようにして、使い捨てるもの、例えば透析フィルタが使用済みであることを知らされてもよい。

患者及び治療のタイプを認識した後、設定部分、及び／又は、使用済みの使い捨てるもの、並びに、設定分部のタイプを多機能ディスプレイにより示してもよいし、どのくらい使用されたかを、透析装置を設定する操作人員に表示してもよい。設定手続きを安全且つより便利に行うために、透析装置はまた、オペレータに、スクリーン上の対応する光学ディスプリを介して、設定部分のバーコードを、多機能ディスプレイの正面に必要なときに保持するように指示してもよい。次いで、対応する設置部分のバーコードが入力され、正しい設定部分が存在するか否かの確認がとられる。当該設置分部分が選択された治療に対して適当でなければ、又は、それがバーコードなしの設定部分ならば、透析装置は、治療を拒否してもよい。このようにして、間違った装置が使用されないようにし、及び／又は、確認されていない製造業者の使い捨てられるものの使用を防止することができる。

ディスプレイスクリーンの一部について、液晶セルを設けないことも考えられる。単位面積当たりより多くのフォトトランジスタを、この領域に配列して、そこでの走査分解能を増大させてもよい。このようにして、指紋のような均一に細かく分割された構造を走査して認識することができる。

かくして、このようにして具体化された表示スクリーンは、ディスプリスクリーン表面の一部の領域で高分解能スキャナとして、特に、指紋スキャナとしても更にはたらく。透析装置の使用に関連して、これは更なる利点を与える。これらの利点は、上述したような透析装置と、スキャナ機能を有する多機能ディスプリとの組み合わせのすべての利点を含む、というのは、すべてのスキャナ機能はまた、高い分解能を有して働くからである。さらに、高い分解能により、例えば、指紋を認識することができる。かくして、透析治療に関係した日を、かれらの指紋に基づいて認識することができる。例えば、上述したように使用された患者カードの代わりに、この場合、患者の指紋を明白な識別のために使用してもよい。操作人員もまた、指紋に基づいて認識することができる。例えば、透析装置は、ある人（医用人員）によるオペレータ介入のためだけに提供されてもよい。かくして、人を、彼の指紋を入力することによって明白に認識することができる。認識されたか否かに依存して、それによって認識された人は、透析装置を操作することが許可され、又は、部分的にだけそれを操作することが許可され、透析装置は、操作選択肢を許可し、それらを拒否し、又はある部分だけ許可することができる。人が選択した指紋に基づいて操作選択肢を記憶することができることも利点である。透析装置の操作について許可されていない人、換言すれば、未知の人又は操作権限の無い人は、すべての操作選択肢を拒否されるのがよい。

高分解能を有する多機能ディスプリのスキャナ機能により、いわゆる２Ｄ製品コードを、透析装置に使用したときに、認識することができる。これらの２Ｄ製品コードは、在来のバーコードよりも細かい構造を有し、製品の特性を符号化することについて更なる可能性を提供する。

かかるスクリーンの高分解能の部分の領域の正面のレンズが、フォトトランジスタ上のディスプレイからある距離に配置された物体のイメージを投影することも考えられる。このようにして、ディスプレイと直接接触していない物体又は人を、画像技術により検出して認識することができる。レンズは、自動焦点レンズであことも考えられ、当業者が写真技術について良く知っている、対応する自動焦点装置により、その正面の物体上に自動的にシャープに合わせられる。

かくして、ディスプレイスクリーンは、このようにして、機能をカメラとしても設計される。透析装置での使用に関連して、これまた、更なる利点を与える。さらに、物体及び人を。画像技術により、カメラシステムによって評価して認識することができる。例えば、すでに説明したように、透析装置によって、人をカメライメージだけに基づいて認識して適当な評価を行うことも考えられる。同様に、導入されるべき使い捨てにされるもののような物体を、説明したように、カメラ画像と、しかるべく透析装置によって開始されるべき対応する評価（例えば、治療の拒否又は許可）とに基づいて認識してもよい。そのうえ、人又は物体を、それらのカメライメージに基づいて認識するだけでなく、対応するカメラ画像によって認識されたものを超えた人又は物体の更なる特性をも認識することも考えられる。例えば、多機能ディスプレイのカメラ機能は、おそらく、物体又は人による赤外線放射をも含んで、その表面温度及び／又は体温を検出してもよい。

ガラス支持体の半導体層上の複雑な電子機器の集積により、様々な他の用途がまた考えられる。例えば、ガラス支持体の半導体層に集積されたアナログ及び／又はデジタル電子機器を、電磁変換器を制御するように設計してもよい。

電磁変換器は、例えば、電気信号を機械的な動きに変換する装置、又は、逆に、機械的な動きを電気信号に変換する装置である。当業者は、例えば、ラウドスピーカ及びマイク、アクチュエータ、例えばモータ、及び、圧力センサ及び燃料センサのようなセンサをここに認識するであろう。

ディスプレイスクリーンのガラス支持層に集積された電子機器を、例えばラウドスピーカ及び／又はマイクを制御するために設計してもよい。ラウドスピーカを同時にマイクとして使用してもよい、といのは、ダイナミック背ラウドスピーカのダイアフラムに作用する音は、ダイアフラムの運動を引き起こし、かくして、磁界中のラウドスピーカの振動するコイルの運動が、実際に、それによって、音響信号に比例する電気信号を発生させるからである。

しかしながら、使用するモジュールの数を更に減ずるために、ラウドスピーカ及び／又はマイクはまた、多機能ディスプレイの集積コンポーネントである。

これは、本発明により可能である単一の圧電素子又は多数の圧電素子として作用することがでる、追加の圧電素子が、多機能ディスプレイに付けられる。圧電素子は、圧電効果を利用して、電圧を印加することによって動き、また、力の作用によって電圧を発生させる。かくして、圧電素子は、音響変換器、アクチュエータ、及び／又は力センサとして設定することができる。圧電素子は、ある結晶（圧電結晶）、又は、圧電セラミックス、換言すれば、多結晶材料である。

好ましくは、酸化インジウム錫（indium thin oxide：ＩＴＯ）で作られた光透過性電極が、圧電層の上面と底面とに接触している。圧電素子は、上部電極及び下部電極の公差と、その間の圧電層により形成されている。

音響信号に比例する電圧が、電極を介して、圧電素子に印加される適切な制御で、圧電素子は、印加された電圧に応じて、電極の方向の大きさを変化させる。このようにして、音が発せられ、音が大きいほど、圧電素子の領域が大きくなり、制御電圧が高くなり、音響信号が発せられるときには、制御電圧は交流電圧である。

圧電素子の可能な変形の大きさは、ダイナミックラウドスピーカのものと比較して小さいが、音響発生面が、スクリーンの全表面を覆うため、音響発生面は、通常使用される各席のものよりも遙かに大きく、そのため、発生される最大音の大きさは、十分である。

マイクロホンとして、スクリーンの圧電層の全部又は一部を使用することも可能である。力の作用により電圧を発生する圧電効果が、音を電気信号に変換するのに利用される。対応する圧電素子に作用する音響信号は、それによって接触電極に印加される電気信号を形成する、音響信号に比例する振動を含み、さらに半導体層に集積された電子回路によって処理されることができる。このようにして設けられたときに、圧電素子は、音響変換器として作用し、音を発し、並びに、音を電気信号に返還することができる。

かくして、このように設計された多機能ディスプレイは、ラウドスピーカとして、及び／又はマイクとしてはたらく。それを透析装置に使用することに関連して、これはまた、更なる利点を与える。透析装置は、最早、別々のラウドスピーカ又はマイク、及びそれらの制御装置を設ける必要が無い。これは、組み立て及びメンテナンスのコストを減じ、また、透析装置のより簡単な衛生的な洗浄を可能にする、というのは、ラウドスピーカ及び／又はマイク機能を有する多機能ディスプレイは、滑らかで平坦な表面を提供し、これに対し、ラウドスピーカ及びマイクは、有効であるために、装置表面の小さい開口が少なくとも欠かせない。

随時可能な、ラウドスピーカ機能及びマイク機能が上述したカメラ機能と組み合わせられ、かつ、多機能ディスプレイが透析装置に移動可能に接続されれば、患者との双方向の光学及び音響通信を実行することができる。

かくして、患者は、透析中に、スクリーン上で娯楽メディアコンテントを追うことができ、同時に、スクリーンは、（例えば、映画の再生のために）音声又は音楽のためのラウンドスピーカとしてもはたらく。多機能ディスプレイに統合されたカメラ機能により、上述したように、患者を医療関係者によってモニタすることもできる。そのうえ、多機能ディスプレイに統合されたマイク機能は、患者が離れた医療関係者と会話することを可能にするようにはたらくこともできる。これは、患者自身によって開始されてもよく、例えば、患者が、患者にとって便利に利用しやすいコールキーを押せば、医療関係者が、患者に、多機能ディスプレイに統合されたラウドスピーカ、及び、当業者に良く知られた通信手段を介して話しかけることができ、今度は、患者が、この目的のために多機能ディスプレイに統合されたマイクを使用する。同様に、医療関係者は、患者と話すために、患者の方へ移動することなく、いつでも同じ方法で患者と話すことができる。透析クリニックでは、同時に幾人かの患者に治療を行っている幾つかの透析機器があり、このオプションは、医療関係者にとって仕事を大いに容易にすることが可能である。

例えば、誘導エネルギー及びデータ転送システムを実行する、ディスプレイスクリーンの半導体層内への電子機器のモノリシック集積も考えられる。電磁変換器、例えば、アンテナ又はコイル、をこの目的のために使用してもよい。電磁変換器は、電磁波を電気信号に変換してもよいし、及び／又は、電気信号を電磁波に変換してもよい。続いて、それあらは、データ及び／又は情報及び／又はエネルギーの入力及び出力を可能にするようにはたらく。例えば、データ及び／又はエネルギーを、電磁放射によって、スクリーンの知覚に保持された装置に送ることができ、その装置は、ディスプリスクリーン付近に配置され、例えば、ディスプリスクリーンのガラス支持体の下側に配置されたコイル、及び、ディスプリスクリーンのガラス支持体上の半導体層内にモノリシック集積された、通信機能電子装置から電気機械的に送られたかかるエネルギー及び情報を受けるように設けられている。当業者は、ＲＦＩＤ技術からこのような装置を良く知っている。ここに説明した電子装置を使用することによって、ディスプレイスクリーン付近に保持された装置から、スクリーンへ、ＲＦＩＤ式データ及び／又はエネルギーを送ることも同様に考えられる。透析装置における使用に関連してこのように設計された多機能ディスプレイを使用することによって、これはまた他の利点を与える。上述した患者カードは、しばしば、ＲＦＩＤ技術で設計される。誘導データ及びエネルギー伝達の機能を有する多機能ディスプレイは、既知の方法で、かかる患者カードと通信することができる。患者カードから患者データ及び治療データを読み出すことに加えて、これはまた、透析治療中又は透析治療後に、透析の継続時間、限外濾過によって抜いた水の量、又は、例えば体温の上昇といった特別な事象の発生といった、現在の治療データを患者カードに書き込むことを含み、体温の上昇は、今度は、高温測定を上述した方法で追加実施することができるように設計された同じ多機能ディスプレイによって検出することができる。

医療装置、特に透析装置における多機能ディスプレイの使用により、今や、初回に、単一モジュールにより前述した機能を実行することが可能である。これまで医療機器に、タッチスクリーン、カメラ（或いは、赤外線カメラも）、スキャナ、指紋スキャナ、ラウドスピーカ及び／又はマイク、及びＲＦＩＤ通信のための手段が必要であったならば、すべての機能を、単一モジュール、即ち、適当な設計の多機能ディスプレイによって肩代わりすることができる。これは、透析装置の組み立て、メンテナンスコスト、及背既決差において実質的な利点を有する。

例えば、在来のアモルファスＳｉ層と比較して遙かに小さくすることが可能な、ディスプレイスクリーンのガラス支持体上のＣＧ−ＳＩ層のような、半導体層上の集積されたコンポーネントの構造的な寸法は、複雑で効率的な電子デバイス及び装置の集積を可能にする。かかる光度の集積電子装置の用途は、ほとんど制限されず、単結晶シリコンウエハ技術に基づく在来のマイクロエレクトロニクスの可能性に依存する。したがって、当業者には、ここに説明した用途が単ある例示であることが明らかであろう。医用製品と組み合わせたこの技術の用途が、新しい相乗効果を生じさせることが、最も重要である。

本発明は、実施例に基づいて添付の図面を参照して、以下に詳細に説明される。図面中の同一の符号は、同一又は同一効果を有する要素を表す。

図１は、スキャナ及びカメラ機能付きディスプレイスクリーンを有する技術医用装置の発明の第１実施形態を示す。 図２は、多機能ディスプレイ及び治療用椅子として具体化された、可動ディスプレイスクリーンを有する技術医用装置の発明の第２実施形態を示す。

図１は、追加のスキャナ機能付き多機能ディスプレイを有する技術医用装置の第１実施形態を示す。技術医用装置は、ここでは、血液透析装置として設計されている。本発明を、制限なしで、あらゆる技術医用装置、特に血液治療装置、例えば、自動腹膜透析用、血液濾過用、血液透析濾過用、血漿交換治療法用、又は同様の処理のための装置に適用することができることは、当業者に明らかである。

血液透析装置１１０は、患者（図示せず）の血液を運ぶ、動脈血液ライン１０１を有する体外血液循環の一部を示す。血液ポンプ１０２は、体外血液循環を透析液循環から分離する半透膜を備えた透析フィルタ１０３の中を通して血液を運搬する。処理された血液は、静脈ライン１０４の中を通って患者に戻される。透析液は、透析液ライン１０５及び１０６の中を通って、透析フィルタ１０３の中を通ってポンプで輸送され、透析フィルタ１０３では、患者の血液との拡散質量交換が、透析フィルタ１０３の半透膜を介して起こる。透析フィルタの血液側から患者の透析液側への圧力勾配が高められれば、血漿水が血液から透析液の中へ搾り出される。かくして、患者の血液の含水率が減少する。透析液は、血液透析装置１１０内で準備され、使用後に廃棄される。

図１中のディスプレイスクリーンは、上述したように追加のフォトトランジスタを有する多機能ディスプレイとして設けられている。ディスプレイスクリーンの正面に直接保持された物体を、このようにして検出することができる。例として、透析治療中に生じる典型的なイメージ内容が、ディスプレイスクリーン１００に示されている。

ディスプレイスクリーン１００のスキャナ機能は、例えば、ディスプレイスクリーンへの一つ以上の指の接触を検出し、スクリーン上の指の位置を突き止めることを可能にする。このようにして、タッチスクリーンの機能は、在来のタッチスクリーンの場合のような接触検知層の存在を必要とすることなく達成することができる。

さらに、画像技術による位置の決定により、同時にスクリーンに接触している多数の指の位置を決定することは容易く可能である。かかる多接触機能は、容量測定法を通常備えた在来技術では、大変な複雑さでもってのみ実行することができる。例えば、多接触機能を、パラメータの上限と下限とを容易に入力するために、例えば、二つの指を使用して値目盛り上の二つの値の間を渡すように使用してもよい。タッチスクリーン上で二つの指を移動させることによって、指の動きの下に、タッチスクリーンディスプレイの拡大した表示又は縮小した表示を引き起こすことが考えられる。

各画素について別々のフォトトランジスタを有する技術医用装置用のディスプレイスクリーンの分解能は、指紋を入力することができるようにするには、通常、十分ではない。したがって、スクリーン１００ａは、指紋センサ１０９を備え、その領域には、液晶セルはなく、その結果、画像内容もない。この領域では、フォトトランジスタ又は他の受光センサの分解能は、スクリーンの残りの領域のものよりも遙かに大きい。

このようにして、指、例えば親指を指紋センサ１０９に押しつけることによって、操作人員、即ち、担当医師又は患者を容易且つ便利に認識することができる。これは、患者の識別を容易にし、この特定の患者のための治療パラメータを上述したように転送することができる。

このようにして、医療関係者をも識別することができる。したがって、その目的のために適した既知の人間だけに、操作介入を開始することが許可される。個々の既知の人に割り当てられたプロパティ（properties）（患者、医者、医療関係者）を、透析装置内に、又は離れた場所、例えば、データ電送のために透析装置に接続された中央コンピュータに記憶するのがよい。かくして、オペレータデータを入力する前に、オペレータは、彼の指紋によって最初の識別されなければならない。これは、治療の安全性を高める。

スクリーン上の指の接触を検出するのに加えて、図１のディスプレイスクリーン１００のスキャナ機能を使用することによって、バーコード検出をも実行することができる。透析フィルタ１０３は、図１中のバーコード１０７によって間違いようなく特徴づけられる。例えば、この識別は、透析フィルタの厳密な型式を含むのがよい。かくして、透析装置の準備中に、セットアップ部品のバーコードは、スクリーン１００ａの照明に保持することができ、スクリーン１００は、そのスキャナ機能によりバーコードを可能にする。これは、指紋センサの手段による高い分解能を用いて行うことができるが、各画素に別個のフォトトランジスタがあれば、残りのスクリーンの分解能は通常十分である。

透析装置内か、又は、データリンクによって透析装置に接続された離れた場所（中央コンピュータ）に適当に記憶されたデータベースにより、透析装置は、セットアップ部品を明確に識別して、これを、準備をしている医療関係者のためにディスプレイスクリーン１００ａに表示することができ、同時に、セットアップ部品が、地長に適しているか否かを認証することができる。

セットアップ部品が治療に適切でなければ、視覚的及び／又は音響的及び／又は触覚的表示によって警報を、準備を実行している医療関係者に対して発することができる。さらに、透析装置は、走査するための適切なセットアップ部品が透析装置に与えられない限り、治療を実行することを拒否するのがよい。透析装置は、装置のために必要な部品がすべてあるか否かを認証することもでき、このようにして、懸案の治療のために入手可能なセットアップ部品の数が少なすぎれば、適切な評価を行う。したがって、装置には、例えば、ある静脈ドリップチャンバ（venous drip chamber）が依然として走査されていないが、懸案の治療のために絶対不可欠であることを指示することができる。これは、治療の安全性を高める。

図１のスクリーン１００ａは、上述したカメラ装置１０８とともに設けられている。このようにして備えた透析装置は、今や、スクリーンの正面に直接位置していない人間や物体を認識することも可能である。カメラ装置がイメージを投影するスクリーンの領域が、残りのスクリーン表面の画素分解能よりも高い分解能を有する複数のフォトトランジスタを有することが考えられる。カメラ装置十分な分解能が、このようにして達成される。この領域内のフォトトランジスタ又は受光センサが、赤外光及び又は可視光に感応することも考えられる。

スクリーンにより、人間又は物体を、それらの視覚的な外見のみによって認識することができる。かくして、セットアップ部品を、それらの投影されたイメージのみに基づいて認識することができる。同様に、透析治療に関係する人々を彼らのイメージによって認識することができる。人間及び物体の識別における使用のために、画像認識のために当業者が使用する方法を使用してもよい。

別の用途が、画像が投影されるセンサが、赤外線放射に対して感受性を有するカメラ装置１０８の設計により導かれる。かくして、患者の赤外線放射を検出することによって、彼の体温を決定して、高温測定的に表示することができる。このようにして、患者が熱をもっているか否か、低体温症であるか否かを判断して、適切な評価をすることができる。かくして、患者がわずかに低体温症である場合に、透析液温度をわずかに上昇させることができ、例えば、透析フィルタで行われている、血液と透析液との質量交換により患者の血液の加温を達成することができる。反対に、患者の体温のわずかな上昇があれば、透析液温度を下げるのがよい。また、著しい発熱が患者に検出されれば、治療を拒否してもよい。この場合、透析装置は、存在する通信手段（警報装置、中央コンピュータ、担当医師のビーパーへの報告、又は、光学的及び／又は聴覚及び又は触覚警告の出力）によって、懸案の患者に発熱があることを開示することが可能であると考えられる。これは、知慮中であっても行われるのがよい。そうするために、図２に示すように、カメラ機能を有する多機能ディスプレイを、透析装置に、有利には移動可能に取り付けるのがよい。数時間継続するかもしれない透析中に、娯楽内容を、スクリーンを介して患者に提供してもよい。同時に、多機能ディスプレイに設けられたカメラは、患者を観察することができ、例えば、医療関係者によってモニタされることができるカメラ画像を、遠くのモニタに伝送することができる。このようにして、医療関係者は、実際に物理的に患者に接近することなく、患者によって与えられた視覚的な印象について知らされたままとどまることができる。多機能ディスプレイが、患者からの赤外線放射を検出するように設けられれば、患者の体温を、透析中であっても容易且つ効率的に決定することができる。

図２は、技術医用装置２２０の好ましい実施形態を示す。調節可能な患者椅子として図２に示す患者リクライニングチェア装置２１０は、治療中の安全で便利な位置決めのために患者が利用できるようにするのがよい。技術医用装置のこの実施形態では、多機能ディスプレイ１００ｂは、結合デバイス１１１によって技術医用装置２２０に移動可能に連結されることが必要不可欠であり、結合デバイス１１１は、幾つかの方向で調節可能であり、図２にのみ示されている。かくして、多機能ディスプレイを、患者リクライニングチェア装置２１０に座っている患者に対して調節することが可能であり、その結果、患者は、スクリーンの内容を観察することができる。

治療中、患者の娯楽のために、例えば映画を患者に対して多機能ディスプレイ上に表示してもよい。図２の多機能ディスプレイは、上述したように、表示スクリーン、ラウドスピーカ、マイク、及びカメラを同時に組み合わせるように設計されている。このように設計された場合、完全な通信及び娯楽システムが、たった一つのモジュール、即ち、多機能ディスプレイで実現される。患者の治療中、多機能ディスプレイ１００ｂ上に示された娯楽映画を目で追うことができる。この娯楽映画のための音もまた、多機能ディスプレイによって再生されるのがよく、即ち、そのようにして、多機能ディスプレイ表面は、多機能ディスプレイに集積された電子装置によって制御される対応するアクチュエータを有する。同時に、多機能ディスプレイ１００ｂの部分の涼気は、上述したように膜として設計されても良く、それゆえ、患者は、必要に応じて、離れた地点の人間と音声で話し合うことができる。そのために、患者は、マイク機能を作動させるために、しかるべく操作スイッチ２１１を押すことができる。他の操作スイッチ２１１は、他の機能、例えば、多機能ディスプレイの音量を制御することができる。図２においては、操作スイッチは、例えば、患者リクライニングチェア装置２１０の肘掛けに設けられている。しかしながら、これらのスイッチの仕事を遠隔操作によって肩代わりすることもできる。オプションのカメラ１０８は、治療中、患者の画像を中央監視ステーションに伝送することによって、患者を視覚的に監視することができる。そして、医療関係者は、実際に患者に接近する必要なく、いつでもそこで患者の視覚的な印象を得ることができる。

さらに、上述したように、患者の体温の監視をカメラ１０８によって実行することができる。この情報も中央監視ステーションに伝送され、オプションとして、体温が通常の体温から遙かに外れていれば、そこで警報メッセージを引き起こしてもよい。

この発明の助けを借りて、表示スクリーンを備えた技術医用装置の設計を簡単化することができる。別々のモジュールとして以前から実施されていた多数の機能を、いまや、単一モジュールに組み合わせることができる。したがって、技術医用装置の機能を増加させつつ、同時に、購入、設置及びメンテナンスのコストを低減することができる。本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、実施形態は、説明の目的だけに提供される。本発明の得著を使用して更なる実施形態を設計することは、当業者に自明である。

Claims (14)

1. 液晶ディスプレイスクリーンであるディスプレイスクリーンを有する技術的医療装置であって、
   前記ディスプレイスクリーンは、該ディスプレイスクリーンの表面の少なくとも一部分の前方に保持された物体を光学的に検出する追加機器を有し、
   前記ディスプレイスクリーンは、電磁信号を送受信する追加機器を有し、
   前記ディスプレイスクリーンは半導体層を有し、該半導体層には前記液晶ディスプレイスクリーンの液晶セルを制御する電子部品が集積され、
   追加の電子部品が同一の半導体層に集積され、該追加の電子部品が該ディスプレイスクリーンの表面の少なくとも一部分の前方に保持された物体を光学的に検出する追加機器、および前記電磁信号を送受信する追加機器を制御するように構成されている、
   ことを特徴とする技術的医療装置。
2. 前記ディスプレイスクリーンが、電気信号を機械的な動きに変換又は機械的な動きを電気信号に変換する追加機器を有し、
   前記追加の電子部品が、前記同一の半導体層に集積され、電気信号を機械的な動きに変換又は機械的な動きを電気信号に変換するように前記追加機器を制御するように構成されている、
   請求項１に記載の技術的医療装置。
3. 前記追加の電子部品は、電磁変換器を制御するために設けられている、
   請求項１または２に記載の技術的医療装置。
4. 前記電気信号を機械的な動きに変換又は機械的な動きを電気信号に変換する追加機器が、圧電素子である、
   請求項２に記載の技術的医療装置。
5. 前記圧電素子は音響変換器として設けられている、
   請求項４に記載の技術的医療装置。
6. 前記圧電素子は力センサとして設けられている、
   請求項４に記載の技術的医療装置。
7. 前記物体を光学的に検出する追加機器が、可視光及び／又は赤外光に対して感受性を有する、
   請求項１ないし６のいずれか１項に記載の技術的医療装置。
8. 前記物体を光学的に検出する追加機器が、バーコード及び／又は指紋を走査するために使用される、
   請求項１ないし７のいずれか１項に記載の技術的医療装置。
9. 前記物体を光学的に検出する追加機器が、前記ディスプレイスクリーンの表面上の一つ以上の指の位置を検出するために使用される、
   請求項１ないし８のいずれか１項に記載の技術的医療装置。
10. 前記物体を光学的に検出する追加機器はカメラの一部を形成する、
    請求項１ないし９のいずれか１項に記載の技術的医療装置。
11. 前記物体を光学的に検出する追加機器は、物体又は人間の表面温度又は体温を検出するために使用される、
    請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の技術的医療装置。
12. 前記電磁変換器は、ＲＦＩＤ式データ（RFID-based data）及び／又はエネルギーを送り又は受けるために使用される、
    請求項３に記載の技術的医療装置。
13. 前記技術的医療装置は、血液処理装置である、
    請求項１〜１２の何れか１項に記載の技術的医療装置。
14. 前記血液処理装置は、血液透析、血液濾過、血液透析濾過、血漿分離交換、又は自動腹膜透析のために使用される、
    請求項１３に記載の技術的医療装置。

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