WO2016180576A1 - Collision detection apparatus, medical device and method for operating a medical device - Google Patents

Collision detection apparatus, medical device and method for operating a medical device Download PDF

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WO2016180576A1
WO2016180576A1 PCT/EP2016/057399 EP2016057399W WO2016180576A1 WO 2016180576 A1 WO2016180576 A1 WO 2016180576A1 EP 2016057399 W EP2016057399 W EP 2016057399W WO 2016180576 A1 WO2016180576 A1 WO 2016180576A1
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WO
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sensor
layer
collision detection
detection device
medical device
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/057399
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German (de)
French (fr)
Inventor
Andre BALDERMANN
Franz Dirauf
Verena Schmidt
Original Assignee
Siemens Healthcare Gmbh
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/10—Safety means specially adapted therefor
    • A61B6/102—Protection against mechanical damage, e.g. anti-collision devices
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/945—Proximity switches
    • H03K17/955—Proximity switches using a capacitive detector
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/96—Touch switches
    • H03K17/9645—Resistive touch switches
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/24—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance
    • G01D5/241—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance by relative movement of capacitor electrodes
    • G01D5/2417—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance by relative movement of capacitor electrodes by varying separation
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/96—Touch switches
    • H03K2017/9602—Touch switches characterised by the type or shape of the sensing electrodes

Definitions

  • Collision detection device medical device and method for operating a medical device
  • the invention relates to a collision detection device for a medical device, a medical device having a collision detection device and a method for operating a medical device having a collision detection device, wherein two different collision detection methods are used.
  • Medical devices in particular those with at least one moving component, involve the risk that components of the medical device collide with one another or that even persons or objects undesirably come into contact with components. Therefore, it has already been proposed in the prior art to use for personal and machine protection collision detection devices that can detect contact of a part of the medical device with other components of the medical device or a person. Such a dangerous situation is detected in an evaluation device of the medical device and provides for appropriate measures, such as stopping ei ⁇ ner movement of a movable component of the medical device and / or the issuance of warnings.
  • collision detection devices known in the prior art for force, collision and / or pressure measurement record measured values only selectively and spatially limited.
  • a load cell or a conventional pressure sensor for example, a load cell or a conventional pressure sensor.
  • collision detection devices have become known for areal detection, for example safety mats used in safety technology and tactile floors for detecting whether, for example, older people are on the floor, but the presented sensor principles do not meet the existing in medical devices additional requirements, in particular to the Disinfectability and robustness.
  • the stated object is achieved with the collision detection device, the medical device and the method for operating a medical device of the independent patent claims.
  • Advantageous developments are specified in the dependent claims.
  • the device consists of a vidhaf ⁇ th proximity sensor and a planar tactile sensor, the mutually quasi parallel (sandwich structure) are arranged and so can detect both the approximation of an object as well as egg ne contact with the object.
  • the two sensors are at least partially fabric-like, where ⁇ are very sensitive and movable by the sensors.
  • Tactile sensors are modeled on the human sense of touch. They serve to receive and recognize information through mechanical contact with objects.
  • Proximity sensors are assigned to the class of non-tactile sensors and are used to locate objects at a specific, predeterminable distance.
  • the invention claims a collision detection device for a medical device, for example a mobile C-arm X-ray device, with a planar tactile sensor which detects a contact of the medical device with an object, and with a planar proximity sensor, which approximates detects the object, wherein the tactile sensor and the proximity sensor are at least partially formed tissue-like.
  • the fabric-like sensor structure enables a flexible and sensitive structure.
  • the tactile sensor and the proximity sensor can each be constructed in a multilayered manner. Due to the multi-layered design, both sensors can share components cost-effectively.
  • the tactile sensor can be designed as a resistive sensor and the proximity sensor as a capacitive sensor. As a result, different physical principles of object recognition are used.
  • the device comprises a Knautsch harsh that gives an overtravel, a routing ⁇ enabled, textile first sensor layer, a conductive textile second sensor layer, a conductive textile third sensor ⁇ layer, a first separating layer, the first and the two ⁇ te sensor layer electrically insulated from each other, a second separation layer, the second and the third sensor layer electrically insulated from each other, and a surface layer above the third sensor layer, wherein the first
  • Separation layer, the first sensor layer and the second sensor ⁇ layer form the tactile sensor, and wherein the second separation layer, the second sensor layer and the third sensor ⁇ layer form the proximity sensor.
  • the device comprises a Knautsch harshness that gives an overtravel, a conductive textile first sensor layer, a conductive textile second sensor layer, a first separating layer, the first and second sensor layer electrically insulated from each other, and ei ⁇ ne surface layer above the second sensor layer, wherein the first sensor layer, the second sensor layer and the first separation layer at the same time form the tactile sensor and the proximity sensor.
  • a sensor layer can be saved.
  • the surface layer may be purchased by the manufacturer.
  • the surface layer may be purchased by the manufacturer.
  • the surface layer may be purchased by the manufacturer.
  • the collision detection device can have at least one housing shell assigned to the medical device (also called a cover).
  • the tactile sensor, the proximity sensor, the crumple layer and the surface layer can at least partially form the housing shell.
  • the tactile sensor, the proximity sensor, the crumple layer and the surface layer may be arranged in the housing shell.
  • the tactile sensor, the proximity sensor, the crumple layer and the surface layer can be arranged on the housing shell.
  • the proximity sensor and / or the tactile sensor can additionally be designed as a switching sensor for controlling and operating the medical device. This allows functions of the medical device to be controlled and operated.
  • the tactile sensor and / or the proximity sensor may be subdivided into sections that locally resolve a touch or proximity. This makes it possible to accurately locate the location of a touch or approximation.
  • the invention also claims a medical device with a collision detection device according to the invention.
  • this X-ray imaging devices, or patients may be lying ⁇ .
  • the invention also claims a method for operating egg nes movable medical device including an inventive ⁇ SEN collision detection device, wherein movement of the medical device is stopped when the tactile sensor detects a contact with the object and / or the proximity ⁇ sensor an approximation of Detects object within a predefined distance.
  • the invention offers the advantage that a serious collision can be avoided under all operating circumstances .
  • 2 shows a sectional view through a further collision detection device
  • 3 is a circuit diagram of a Kollisionserkennungseinrich- device
  • Fig. 4 a perspective view of a housing shell. Detailed description of an embodiment
  • a tissue-like conductive first sensor layer 3 egg ⁇ ne electrically insulating first separation layer 7 and a routing ⁇ enabled, fabric-like second sensor layer is 4. They form a planar tactile sensor 1 in a sandwich-like structure.
  • the first separation layer 7 is for example made of foam ⁇ material and has openings through which the first and second sensor layer 3, 4 can touch 7 at a Georgiadrü ⁇ CKEN the first separation layer, whereby an electrical contact is formed, which can be detected ,
  • the second sensor layer 4 sits an electrically insulating second separating layer 8, on which a conductive, fabric-like, planar third sensor layer 5 is arranged.
  • the second sensor layer 4 forms together with the second
  • Separation layer 8 and the third sensor layer 5 a flächi ⁇ gen proximity sensor 2.
  • the second sensor layer 4, the second separation layer 8 and the third sensor layer 5 as a capacitor.
  • the second separating layer 8 forms the dielectric of the capacitor. Objects that approach the proximity sensor ⁇ 2, change the capacitance of the capacitor, which can be detected.
  • a surface layer 9 is arranged on the outside, which protects the sensors 1 and 2 against external influences and can be cleaned easily and sterile in clinical routine.
  • the surface layer 9 is preferably a spray coating of synthetic material. fabric that can easily be applied in three dimensions.
  • the surface layer 9 may also be a padding. 2 shows the construction of a further collision detection device of a medical device on the basis of a cross section through the sensors of the collision detection device.
  • first sensor layer 3 On a Knautsch Bark 6, which in the event of contact of me ⁇ dizinischen device with an object a overtravel ensured, there is a fabric-like, conductive, planar construction first sensor layer 3, an electrically isolie ⁇ Rende first separation layer 7 and a conductive fabric-like, flat formed second sensor layer 4. They form a planar tactile sensor 1 and a flat proximity sensor 2 in a sandwich-like structure.
  • the first separation layer 7 is for example made of foam and has openings through which the first and second Sen ⁇ sortik 3, 4 may be in contact with a compression of the first separation layer 7, whereby an electric con- formed clock which can be detected ,
  • the first sensor layer 3, the first separation layer 7 and the second sensor layer 4 also form a capacitor.
  • the first separating layer 7 forms the dielectric of the capacitor. Objects approaching the proximity sensor 2 change the capacitance of the capacitor, which can be detected.
  • a surface layer 9 is arranged on the outside, which protects the sensors 1 and 2 against external influences and can be easily cleaned.
  • the surface layer 9 is preferably a spray coating made of plastic, which can simply be applied three-dimensionally.
  • the surface layer 9 may also be a padding.
  • the sensors 1 and / or 2 of FIG. 1 or FIG. 2 can also be subdivided into sections / fields, so that the location of a touch or approximation can also be detected. additionally
  • the sensors 1 and / or 2 may also be designed as switching sensors by a touch or approximation
  • FIG. 3 shows a circuit diagram of the collision detection device according to FIG. 1 or FIG. 2.
  • the tactile sensor 1 and the proximity sensor 2 are electrically connected to a computing and evaluation unit 11.
  • the tactile sensor 1 is executed in ⁇ example resistive.
  • a change in the resistance can be detected by the computing and evaluation unit 11.
  • the proximity sensor 2 can be designed, for example, capacitively.
  • the approximation of an object changes the Ka ⁇ capacity of the proximity sensor 2, which is detected by the computing and evaluation unit from ⁇ . 11
  • the computing and evaluating unit 11 can then, upon detection of an approximation of an object or a touch by an object the movement of the medical device or a part of the medical device stop ⁇ pen. Additionally or alternatively, a warning signal can be output.
  • FIG. 4 shows a three-dimensional view of a housing shell 10 of a medical device in which a collision detection device according to FIG. 1 or FIG. 2 is integrated.
  • a sprayed surface layer 9 On the housing shell 10 is a sprayed surface layer 9. With such a structure can not only sur fa ⁇ chenhafte but simply and spatial structures are formed.

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Abstract

The invention specifies a collision detection apparatus for a medical device. The apparatus comprises a tactile sensor (1) with a planar embodiment which is embodied to detect a contact of the medical device with an object, and a proximity sensor (2) with a planar embodiment which is embodied to detect an approach of the object, wherein the tactile sensor (1) and the proximity sensor (2) are at least in part embodied in a fabric-like manner. A medical device comprising such a collision detection apparatus and a method for operating a medical device with such a collision detection apparatus are likewise specified. The invention offers the advantage that both approaches of an object and instances of contact with an object are identified reliably and robustly.

Description

Beschreibung description
Kollisionserkennungseinrichtung, medizinisches Gerät und Verfahren zum Betrieb eines medizinischen Geräts Collision detection device, medical device and method for operating a medical device
Gebiet der Erfindung Field of the invention
Die Erfindung betrifft eine Kollisionserkennungseinrichtung für ein medizinisches Gerät, ein medizinisches Gerät mit ei- ner Kollisionserkennungseinrichtung und ein Verfahren zum Betreib eines medizinischen Geräts mit einer Kollisionserken- nungseinrichtung, wobei zwei unterschiedliche Kollisionser- kennungsverfahren zum Einsatz kommen. Hintergrund der Erfindung The invention relates to a collision detection device for a medical device, a medical device having a collision detection device and a method for operating a medical device having a collision detection device, wherein two different collision detection methods are used. Background of the invention
Medizinische Geräte, insbesondere solche mit wenigstens einer bewegten Komponente, bergen das Risiko, dass Komponenten des medizinischen Geräts miteinander kollidieren oder gar Perso- nen oder Gegenstände auf unerwünschte Weise mit Komponenten in Berührung kommen. Daher wurde im Stand der Technik bereits vorgeschlagen, zum Personen- und Maschinenschutz Kollisions- erkennungseinrichtungen zu verwenden, die einen Kontakt eines Teils des medizinischen Geräts mit anderen Komponenten des medizinischen Geräts oder einer Person detektieren können. Eine derartige Gefahrensituation wird in einer Auswerteeinrichtung des medizinischen Geräts festgestellt und sorgt für entsprechende Maßnahmen, wie beispielsweise das Anhalten ei¬ ner Bewegung einer bewegbaren Komponente des medizinischen Geräts und/oder die Ausgabe von Warnhinweisen. Medical devices, in particular those with at least one moving component, involve the risk that components of the medical device collide with one another or that even persons or objects undesirably come into contact with components. Therefore, it has already been proposed in the prior art to use for personal and machine protection collision detection devices that can detect contact of a part of the medical device with other components of the medical device or a person. Such a dangerous situation is detected in an evaluation device of the medical device and provides for appropriate measures, such as stopping ei ¬ ner movement of a movable component of the medical device and / or the issuance of warnings.
Eine weitere Anforderung im Bereich der medizinischen Geräte sind die Robustheit und Desinfizierbarkeit von Kontaktteilen, die auch für Kollisionserkennungseinrichtungen gültig sind. Another requirement in the field of medical devices is the robustness and disinfectability of contact parts, which are also valid for collision detection devices.
Viele im Stand der Technik bekannte Kollisionserkennungsein- richtungen zur Kraft-, Kollisions- und/oder Druckmessung erfassen Messwerte nur punktuell und räumlich begrenzt, bei- spielsweise im Fall einer Kraftmessdose oder eines üblichen Drucksensors. Zwar sind grundsätzlich Kollisionserkennungs- einrichtungen zur flächigen Detektion bekannt geworden, beispielsweise in der Sicherheitstechnik verwendete Schaltmatten und Schaltleisten sowie taktile Fußböden zur Detektion, ob beispielsweise ältere Menschen am Fußboden liegen, allerdings erfüllen die vorgestellten Sensorprinzipien nicht die bei medizintechnischen Vorrichtungen vorliegenden Zusatzanforderungen, insbesondere an die Desinfizierbarkeit und die Robust- heit. Many collision detection devices known in the prior art for force, collision and / or pressure measurement record measured values only selectively and spatially limited. For example, in the case of a load cell or a conventional pressure sensor. Although in principle collision detection devices have become known for areal detection, for example safety mats used in safety technology and tactile floors for detecting whether, for example, older people are on the floor, but the presented sensor principles do not meet the existing in medical devices additional requirements, in particular to the Disinfectability and robustness.
Beispielhaft wird in der Offenlegungsschrift US 2010/0061509 AI eine gattungsgemäße Kollisionserkennungseinrichtung gemäß dem Stand der Technik beschrieben. By way of example, the publication US 2010/0061509 A1 describes a generic collision detection device according to the prior art.
Zusammenfassung der Erfindung Summary of the invention
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine weitere Kollisionserken- nungseinrichtung, ein weiteres medizinisches Gerät mit einer Kollisionserkennungseinrichtung und ein weiteres Verfahren zum Betrieb eines medizinischen Geräts mit einer Kollisions- erkennungseinrichtung anzugeben, die Kollisionen mit Objekten robust und sicher im klinischen Alltag erkennen. Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe mit der Kolli- sionserkennungseinrichtung, dem medizinischen Gerät und dem Verfahren zum Betrieb eines medizinischen Geräts der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. It is an object of the invention to provide a further collision detection device, a further medical device with a collision detection device and a further method for operating a medical device with a collision detection device, which detect collisions with objects robustly and reliably in everyday clinical practice. According to the invention, the stated object is achieved with the collision detection device, the medical device and the method for operating a medical device of the independent patent claims. Advantageous developments are specified in the dependent claims.
Erfindungsgemäß besteht die Vorrichtung aus einem flächenhaf¬ ten Näherungssensor und einem flächenhaften taktilen Sensor, die zueinander quasi parallel (Sandwichstruktur) angeordnet sind und daher sowohl die Näherung eines Objekts als auch ei- ne Berührung mit dem Objekt erfassen können. Die beiden Sensoren sind zumindest teilweise gewebeartig ausgeführt, wo¬ durch die Sensoren sehr empfindlich und beweglich sind. Taktile Sensoren sind dem menschlichem Tastsinn nachempfunden. Sie dienen zur Aufnahme und Erkennung von Informationen durch den mechanischen Kontakt mit Objekten. Näherungssensoren sind der Klasse der nichttaktilen Sensoren zugeordnet und werden zur Ortung von Objekten in einem bestimmten, vorgebbaren Abstand eingesetzt. According to the invention the device consists of a flächenhaf ¬ th proximity sensor and a planar tactile sensor, the mutually quasi parallel (sandwich structure) are arranged and so can detect both the approximation of an object as well as egg ne contact with the object. The two sensors are at least partially fabric-like, where ¬ are very sensitive and movable by the sensors. Tactile sensors are modeled on the human sense of touch. They serve to receive and recognize information through mechanical contact with objects. Proximity sensors are assigned to the class of non-tactile sensors and are used to locate objects at a specific, predeterminable distance.
Die Erfindung beansprucht eine Kollisionserkennungseinrich- tung für ein medizinisches Gerät, beispielsweise ein mobiles C-Bogen Röntgengerät, mit einem flächig ausgebildeten takti- len Sensor, der eine Berührung des medizinischen Geräts mit einem Objekt erkennt, und mit einem flächig ausgebildeten Näherungssensor, der eine Näherung des Objekts erkennt, wobei der taktile Sensor und der Näherungssensor zumindest teilwei- se gewebeartig ausgebildet sind. The invention claims a collision detection device for a medical device, for example a mobile C-arm X-ray device, with a planar tactile sensor which detects a contact of the medical device with an object, and with a planar proximity sensor, which approximates detects the object, wherein the tactile sensor and the proximity sensor are at least partially formed tissue-like.
Durch die Kombination eines taktilen Sensors mit einem Näherungssensor können bereits Annäherungen eines Objekts erkannt werden. Die gewebeartige Sensorstruktur ermöglicht einen fle- xiblen und sensiblen Aufbau. By combining a tactile sensor with a proximity sensor, it is possible to detect the approach of an object. The fabric-like sensor structure enables a flexible and sensitive structure.
In einer Weiterbildung der Erfindung können der taktile Sensor und der Näherungssensor jeweils mehrschichtig aufgebaut sein. Durch die Mehrschichtigkeit des Aufbaus können beide Sensoren Komponenten kostengünstig gemeinsam nutzen. In one development of the invention, the tactile sensor and the proximity sensor can each be constructed in a multilayered manner. Due to the multi-layered design, both sensors can share components cost-effectively.
In einer weiteren Ausführungsform kann der taktile Sensor als resistiver Sensor und der Näherungssensor als kapazitiver Sensor ausgebildet sein. Dadurch kommen unterschiedliche phy- sikalische Prinzipien der Objekterkennung zum Einsatz. In a further embodiment, the tactile sensor can be designed as a resistive sensor and the proximity sensor as a capacitive sensor. As a result, different physical principles of object recognition are used.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Einrichtung eine Knautschschicht, die einen Nachlaufweg verschafft, eine leit¬ fähige, textile erste Sensorschicht, eine leitfähige, textile zweite Sensorschicht, eine leitfähige, textile dritte Sensor¬ schicht, eine erste Trennschicht, die die erste und die zwei¬ te Sensorschicht voneinander elektrisch isoliert, eine zweite Trennschicht, die die zweite und die dritte Sensorschicht voneinander elektrisch isoliert, und eine Oberflächenschicht oberhalb der dritten Sensorschicht auf, wobei die erste In a further embodiment, the device comprises a Knautschschicht that gives an overtravel, a routing ¬ enabled, textile first sensor layer, a conductive textile second sensor layer, a conductive textile third sensor ¬ layer, a first separating layer, the first and the two ¬ te sensor layer electrically insulated from each other, a second separation layer, the second and the third sensor layer electrically insulated from each other, and a surface layer above the third sensor layer, wherein the first
Trennschicht, die erste Sensorschicht und die zweite Sensor¬ schicht den taktilen Sensor bilden, und wobei die zweite Trennschicht, die zweite Sensorschicht und die dritte Sensor¬ schicht den Näherungssensor bilden. Separation layer, the first sensor layer and the second sensor ¬ layer form the tactile sensor, and wherein the second separation layer, the second sensor layer and the third sensor ¬ layer form the proximity sensor.
In einer Weiterbildung weist die Einrichtung eine Knautschschicht, die einen Nachlaufweg verschafft, eine leitfähige, textile erste Sensorschicht, eine leitfähige, textile zweite Sensorschicht, eine erste Trennschicht, die die erste und die zweite Sensorschicht voneinander elektrisch isoliert, und ei¬ ne Oberflächenschicht oberhalb der zweiten Sensorschicht auf, wobei die erste Sensorschicht, die zweite Sensorschicht und die erste Trennschicht zugleich den taktilen Sensor und den Näherungssensor bilden. Mit Hilfe dieses Aufbaus kann eine Sensorschicht eingespart werden. In a further development, the device comprises a Knautschschicht that gives an overtravel, a conductive textile first sensor layer, a conductive textile second sensor layer, a first separating layer, the first and second sensor layer electrically insulated from each other, and ei ¬ ne surface layer above the second sensor layer, wherein the first sensor layer, the second sensor layer and the first separation layer at the same time form the tactile sensor and the proximity sensor. With the help of this structure, a sensor layer can be saved.
In einer Weiterbildung kann die Oberflächenschicht als naht- lose Oberfläche insbesondere als Sprühbeschichtung ausgebil¬ det sein. Dadurch können auch komplexe Oberflächenstrukturen geschützt werden. In one embodiment, the surface layer may be ausgebil ¬ det as seamlessly loose surface in particular as spray coating. As a result, even complex surface structures can be protected.
Des Weiteren kann die Kollisionserkennungseinrichtung mindes- tens eine dem medizinischen Gerät zugeordnete Gehäuseschale (auch Cover genannt) aufweisen. Furthermore, the collision detection device can have at least one housing shell assigned to the medical device (also called a cover).
In einer Weiterbildung können der taktile Sensor, der Näherungssensor, die Knautschschicht und die Oberflächenschicht zumindest teilweise die Gehäuseschale bilden. In one development, the tactile sensor, the proximity sensor, the crumple layer and the surface layer can at least partially form the housing shell.
In einer weiteren Ausführungsform können der taktile Sensor, der Näherungssensor, die Knautschschicht und die Oberflächenschicht in der Gehäuseschale angeordnet sein. In a further embodiment, the tactile sensor, the proximity sensor, the crumple layer and the surface layer may be arranged in the housing shell.
In einer Weiterbildung können der taktile Sensor, der Näherungssensor, die Knautschschicht und die Oberflächenschicht auf der Gehäuseschale angeordnet sein. In einer weiteren Ausprägung können der Näherungssensor und/oder der taktile Sensor zusätzlich als Schaltsensor zur Steuerung und Bedienung des medizinischen Geräts ausgebildet sein. Dadurch können Funktionen des medizinischen Geräts gesteuert und bedient werden. In one development, the tactile sensor, the proximity sensor, the crumple layer and the surface layer can be arranged on the housing shell. In a further embodiment, the proximity sensor and / or the tactile sensor can additionally be designed as a switching sensor for controlling and operating the medical device. This allows functions of the medical device to be controlled and operated.
In einer weiteren Ausführungsform können der taktile Sensor und/oder der Näherungssensor in Abschnitte unterteilt sein, die eine Berührung oder Näherung örtlich auflösen. Dadurch ist es möglich, den Ort einer Berührung oder Näherung genau zu lokalisieren. In another embodiment, the tactile sensor and / or the proximity sensor may be subdivided into sections that locally resolve a touch or proximity. This makes it possible to accurately locate the location of a touch or approximation.
Die Erfindung beansprucht auch ein medizinisches Gerät mit einer erfindungsgemäßen Kollisionserkennungseinrichtung . Bevorzugt können dies Röntgenbildgebungsgeräte oder Patienten¬ liegen sein. The invention also claims a medical device with a collision detection device according to the invention. Preferably, this X-ray imaging devices, or patients may be lying ¬.
Die Erfindung beansprucht auch ein Verfahren zum Betrieb ei- nes bewegbaren medizinischen Geräts mit einer erfindungsgemä¬ ßen Kollisionserkennungseinrichtung, wobei eine Bewegung des medizinischen Geräts gestoppt wird, wenn der taktile Sensor eine Berührung mit dem Objekt erkennt und/oder der Näherungs¬ sensor eine Näherung des Objekts innerhalb eines vorgebbaren Abstands erkennt. Die Erfindung bietet den Vorteil, dass un¬ ter allen Betriebsumständen eine ernste Kollision vermieden werden kann. The invention also claims a method for operating egg nes movable medical device including an inventive ¬ SEN collision detection device, wherein movement of the medical device is stopped when the tactile sensor detects a contact with the object and / or the proximity ¬ sensor an approximation of Detects object within a predefined distance. The invention offers the advantage that a serious collision can be avoided under all operating circumstances .
Weitere Besonderheiten und Vorteile der Erfindung werden aus den nachfolgenden Erläuterungen eines Ausführungsbeispiels anhand von schematischen Zeichnungen ersichtlich. Other features and advantages of the invention will become apparent from the following explanations of an embodiment with reference to schematic drawings.
Es zeigen: Fig. 1: eine Schnittansicht durch eine Kollisionserken- nungseinrichtung, 1 shows a sectional view through a collision detection device,
Fig. 2: eine Schnittansicht durch eine weitere Kollisions- erkennungseinrichtung, Fig. 3: ein Schaltbild einer Kollisionserkennungseinrich- tung und 2 shows a sectional view through a further collision detection device, 3 is a circuit diagram of a Kollisionserkennungseinrich- device and
Fig. 4: eine räumliche Ansicht einer Gehäuseschale. Detaillierte Beschreibung eines Ausführungsbeispiels  Fig. 4: a perspective view of a housing shell. Detailed description of an embodiment
Fig. 1 zeigt den Aufbau einer Kollisionserkennungseinrichtung eines medizinischen Geräts anhand eines Querschnitts durch die Sensoren der Kollisionserkennungseinrichtung . Auf einer Knautschschicht 6, die bei Berührung des medizinischen Geräts mit einem Objekt einen Nachlaufweg sicherstellt, befindet sich eine gewebeartige, leitfähige erste Sensorschicht 3, ei¬ ne elektrisch isolierende erste Trennschicht 7 und eine leit¬ fähige, gewebeartige zweite Sensorschicht 4. Sie bilden einen flächigen taktilen Sensor 1 in einer sandwichartigen Struktur. Die erste Trennschicht 7 ist beispielsweise aus Schaum¬ stoff und besitzt Durchbrüche, durch die hindurch die erste und die zweite Sensorschicht 3, 4 sich bei einem Zusammendrü¬ cken der ersten Trennschicht 7 berühren können, wodurch ein elektrischer Kontakt gebildet wird, der erfasst werden kann. 1 shows the construction of a collision detection device of a medical device on the basis of a cross section through the sensors of the collision detection device. On a Knautschschicht 6, with an object ensures a overtravel in contact with the medical device, a tissue-like conductive first sensor layer 3, egg ¬ ne electrically insulating first separation layer 7 and a routing ¬ enabled, fabric-like second sensor layer is 4. They form a planar tactile sensor 1 in a sandwich-like structure. The first separation layer 7 is for example made of foam ¬ material and has openings through which the first and second sensor layer 3, 4 can touch 7 at a Zusammendrü ¬ CKEN the first separation layer, whereby an electrical contact is formed, which can be detected ,
Oberhalb der zweiten Sensorschicht 4 sitzt eine elektrisch isolierende zweite Trennschicht 8, auf der eine leitfähige, gewebeartige, flächige dritte Sensorschicht 5 angeordnet ist. Die zweite Sensorschicht 4 bildet zusammen mit der zweitenAbove the second sensor layer 4 sits an electrically insulating second separating layer 8, on which a conductive, fabric-like, planar third sensor layer 5 is arranged. The second sensor layer 4 forms together with the second
Trennschicht 8 und der dritten Sensorschicht 5 einen flächi¬ gen Näherungssensor 2. Dabei bilden die zweite Sensorschicht 4, die zweite Trennschicht 8 und die dritte Sensorschicht 5 als Kondensator. Die zweite Trennschicht 8 bildet das Die- lektrikum des Kondensators. Objekte, die sich dem Näherungs¬ sensor 2 nähern, verändern die Kapazität des Kondensators, was erfasst werden kann. Separation layer 8 and the third sensor layer 5 a flächi ¬ gen proximity sensor 2. In this case, the second sensor layer 4, the second separation layer 8 and the third sensor layer 5 as a capacitor. The second separating layer 8 forms the dielectric of the capacitor. Objects that approach the proximity sensor ¬ 2, change the capacitance of the capacitor, which can be detected.
Zum Schutz der Sensoren 1 und 2 ist eine Oberflächenschicht 9 außen angeordnet, die die Sensoren 1 und 2 gegenüber äußeren Einflüssen schützt und im klinischen Alltag leicht und steril gereinigt werden kann. Bevorzugt handelt es sich bei der Oberflächenschicht 9 um eine Sprühbeschichtung aus Kunst- stoff, die einfach auch dreidimensional aufgetragen werden kann. Alternativ kann die Oberflächenschicht 9 auch eine Polsterung sein. Fig. 2 zeigt den Aufbau einer weiteren Kollisionserkennungs- einrichtung eines medizinischen Geräts anhand eines Querschnitts durch die Sensoren der Kollisionserkennungseinrich- tung. Auf einer Knautschschicht 6, die bei Berührung des me¬ dizinischen Geräts mit einem Objekt einen Nachlaufweg sicher- stellt, befindet sich eine gewebeartige, leitfähige, flächig ausgebildete erste Sensorschicht 3, eine elektrisch isolie¬ rende erste Trennschicht 7 und eine leitfähige, gewebeartige, flächig ausgebildete zweite Sensorschicht 4. Sie bilden einen flächigen taktilen Sensor 1 und einen flächigen Näherungsen- sor 2 in einer sandwichartigen Struktur. Die erste Trennschicht 7 ist beispielsweise aus Schaumstoff und besitzt Durchbrüche, durch die hindurch die erste und die zweite Sen¬ sorschicht 3, 4 sich bei einem Zusammendrücken der ersten Trennschicht 7 berühren können, wodurch ein elektrischer Kon- takt gebildet wird, der erfasst werden kann. To protect the sensors 1 and 2, a surface layer 9 is arranged on the outside, which protects the sensors 1 and 2 against external influences and can be cleaned easily and sterile in clinical routine. The surface layer 9 is preferably a spray coating of synthetic material. fabric that can easily be applied in three dimensions. Alternatively, the surface layer 9 may also be a padding. 2 shows the construction of a further collision detection device of a medical device on the basis of a cross section through the sensors of the collision detection device. On a Knautschschicht 6, which in the event of contact of me ¬ dizinischen device with an object a overtravel ensured, there is a fabric-like, conductive, planar construction first sensor layer 3, an electrically isolie ¬ Rende first separation layer 7 and a conductive fabric-like, flat formed second sensor layer 4. They form a planar tactile sensor 1 and a flat proximity sensor 2 in a sandwich-like structure. The first separation layer 7 is for example made of foam and has openings through which the first and second Sen ¬ sorschicht 3, 4 may be in contact with a compression of the first separation layer 7, whereby an electric con- formed clock which can be detected ,
Die erste Sensorschicht 3, die erste Trennschicht 7 und die zweite Sensorschicht 4 bilden auch einen Kondensator. Die erste Trennschicht 7 bildet das Dielektrikum des Kondensa- tors . Objekte, die sich dem Näherungssensor 2 nähern, verändern die Kapazität des Kondensators, was erfasst werden kann. The first sensor layer 3, the first separation layer 7 and the second sensor layer 4 also form a capacitor. The first separating layer 7 forms the dielectric of the capacitor. Objects approaching the proximity sensor 2 change the capacitance of the capacitor, which can be detected.
Zum Schutz der Sensoren 1 und 2 ist eine Oberflächenschicht 9 außen angeordnet, die die Sensoren 1 und 2 gegenüber äußeren Einflüssen schützt und einfach gereinigt werden kann. Bevorzugt handelt es sich bei der Oberflächenschicht 9 um eine Sprühbeschichtung aus Kunststoff, die einfach auch dreidimensional aufgetragen werden kann. Alternativ kann die Oberflächenschicht 9 auch eine Polsterung sein. To protect the sensors 1 and 2, a surface layer 9 is arranged on the outside, which protects the sensors 1 and 2 against external influences and can be easily cleaned. The surface layer 9 is preferably a spray coating made of plastic, which can simply be applied three-dimensionally. Alternatively, the surface layer 9 may also be a padding.
Die Sensoren 1 und/oder 2 der Fig. 1 oder Fig. 2 können auch in Abschnitte/Felder unterteilt sein, so dass auch der Ort einer Berührung oder Näherung erfasst werden kann. Zusätzlich können die Sensoren 1 und/oder 2 auch als Schaltsensoren ausgebildet sein, indem eine Berührung oder Näherung einen The sensors 1 and / or 2 of FIG. 1 or FIG. 2 can also be subdivided into sections / fields, so that the location of a touch or approximation can also be detected. additionally For example, the sensors 1 and / or 2 may also be designed as switching sensors by a touch or approximation
Schaltvorgang im medizinischen Gerät auslösen kann. Fig. 3 zeigt ein Schaltbild der Kollisionserkennungseinrich- tung nach Fig. 1 oder Fig. 2. Der taktile Sensor 1 und der Näherungssensor 2 sind elektrisch mit einer Rechen- und Auswerteeinheit 11 verbunden. Der taktile Sensor 1 ist bei¬ spielsweise resistiv ausgeführt. Eine Änderung des Wider- Stands kann von der Rechen- und Auswerteeinheit 11 erfasst werden. Der Näherungssensor 2 kann beispielsweise kapazitiv ausgeführt sein. Die Näherung eines Objekts verändert die Ka¬ pazität des Näherungssensors 2, was von der Rechen- und Aus¬ werteeinheit 11 erfasst wird. Die Rechen- und Auswerteeinheit 11 kann dann bei Erkennen einer Näherung eines Objekts oder einer Berührung durch ein Objekt die Bewegung des medizinischen Geräts oder eines Teils des medizinischen Geräts stop¬ pen. Zusätzlich oder alternativ kann ein Warnsignal ausgegeben werden. Switching process in the medical device can trigger. FIG. 3 shows a circuit diagram of the collision detection device according to FIG. 1 or FIG. 2. The tactile sensor 1 and the proximity sensor 2 are electrically connected to a computing and evaluation unit 11. The tactile sensor 1 is executed in ¬ example resistive. A change in the resistance can be detected by the computing and evaluation unit 11. The proximity sensor 2 can be designed, for example, capacitively. The approximation of an object changes the Ka ¬ capacity of the proximity sensor 2, which is detected by the computing and evaluation unit from ¬. 11 The computing and evaluating unit 11 can then, upon detection of an approximation of an object or a touch by an object the movement of the medical device or a part of the medical device stop ¬ pen. Additionally or alternatively, a warning signal can be output.
Fig. 4 zeigt eine räumliche Ansicht einer Gehäuseschale 10 eines medizinischen Geräts, in der eine Kollisionserkennungs- einrichtung nach Fig. 1 oder Fig. 2 integriert ist. Auf der Gehäuseschale 10 befindet sich eine aufgesprühte Oberflächen- schicht 9. Mit einem derartigen Aufbau können nicht nur flä¬ chenhafte sondern einfach auch räumliche Strukturen gebildet werden . 4 shows a three-dimensional view of a housing shell 10 of a medical device in which a collision detection device according to FIG. 1 or FIG. 2 is integrated. On the housing shell 10 is a sprayed surface layer 9. With such a structure can not only sur fa ¬ chenhafte but simply and spatial structures are formed.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, ist die Erfindung durch die offenbarten Beispiele nicht eingeschränkt und ande¬ re Variationen können vom Fachmann daraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Bezugs zeichenliste Although the invention in detail by the embodiments has been illustrated and described in detail, the invention by the disclosed examples is not limited and walls ¬ re variations can be derived by those skilled thereof without departing from the scope of the invention. Reference sign list
1 taktiler Sensor 1 tactile sensor
2 Näherungssensor  2 proximity sensor
3 erste Sensorschicht  3 first sensor layer
4 zweite Sensorschict  4 second sensorschict
5 dritte Sensorschicht  5 third sensor layer
6 Knautschschicht  6 Crumb layer
7 erste Trennschicht  7 first release layer
8 zweite Trennschicht  8 second separating layer
9 Oberflächenschicht  9 surface layer
10 Gehäuseschale  10 housing shell
11 Rechen-und Auswerteeinheit  11 calculation and evaluation unit

Claims

Patentansprüche claims
1. Kollisionserkennungseinrichtung für ein medizinisches Gerät, 1. collision detection device for a medical device,
gekennzeichnet durch : marked by :
einen flächig ausgebildeten taktilen Sensor (1), der ausgebildet ist, eine Berührung des medizinischen Geräts mit einem Objekt zu erkennen und  a flat trained tactile sensor (1) which is adapted to detect a touch of the medical device with an object and
einen flächig ausgebildeten Näherungssensor (2), der aus- gebildet ist, eine Näherung des Objekts zu erkennen, wobei der taktile Sensor (1) und der Näherungssensor (2) zumindest teilweise gewebeartig ausgebildet sind.  a surface-trained proximity sensor (2), which is designed to detect an approximation of the object, wherein the tactile sensor (1) and the proximity sensor (2) are at least partially fabric-like.
2. Kollisionserkennungseinrichtung nach Anspruch 1, 2. collision detection device according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass der taktile Sensor (1) und der Näherungssensor (2) jeweils mehrschichtig aufgebaut sind. the tactile sensor (1) and the proximity sensor (2) are each of multilayer construction.
3. Kollisionserkennungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass 3. collision detection device according to claim 1 or 2, characterized in that
der taktile Sensor (1) als ein resistiver Sensor ausgebildet ist und  the tactile sensor (1) is designed as a resistive sensor and
der Näherungssensor (2) als ein kapazitiver Sensor ausgebildet ist.  the proximity sensor (2) is designed as a capacitive sensor.
4. Kollisionserkennungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 4. Collision detection device according to one of the preceding claims,
gekennzeichnet durch: marked by:
eine Knautschschicht (6), die ausgebildet ist, einen Nach- laufweg zu verschaffen,  a crush layer (6) configured to provide a wake path;
eine elektrisch leitfähige, textile erste Sensorschicht an electrically conductive, textile first sensor layer
(3) , (3),
eine elektrisch leitfähige, textile zweite Sensorschicht an electrically conductive, textile second sensor layer
(4) , (4),
- eine elektrisch leitfähige, textile dritte Sensorschicht- An electrically conductive, textile third sensor layer
(5) , eine erste Trennschicht (7), die ausgebildet ist, die ers¬ te und die zweite Sensorschicht (3, 4) voneinander elekt¬ risch zu isolieren, (5), a first separation layer (7) formed, the ers ¬ te and the second sensor layer (3, 4) from each other to isolate elekt ¬ driven,
eine zweite Trennschicht (8), die ausgebildet ist, die zweite und die dritte Sensorschicht (4, 5) voneinander elektrisch zu isolieren, und  a second separation layer (8) configured to electrically isolate the second and third sensor layers (4, 5) from each other, and
eine Oberflächenschicht (9) oberhalb der dritten Sensor¬ schicht (5) , a surface layer (9) above the third sensor ¬ layer (5),
wobei die erste Trennschicht (7), die erste Sensorschicht (3) und die zweite Sensorschicht (4) den taktilen Sensor wherein the first separation layer (7), the first sensor layer (3) and the second sensor layer (4) are the tactile sensor
(1) bilden, und (1) form, and
wobei die zweite Trennschicht (8), die zweite Sensor¬ schicht (4) und die dritte Sensorschicht (5) den Nähe¬ rungssensor (2) bilden. wherein the second release layer (8), the second sensor ¬ layer (4) and the third sensor layer (5) forming the near ¬ proximity sensor (2).
5. Kollisionserkennungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , 5. collision detection device according to one of claims 1 to 3,
gekennzeichnet durch: marked by:
eine Knautschschicht (6), die ausgebildet ist, einen Nach- laufweg zu verschaffen,  a crush layer (6) configured to provide a wake path;
eine elektrisch leitfähige, textile erste Sensorschicht an electrically conductive, textile first sensor layer
(3) , (3),
eine elektrisch leitfähige, textile zweite Sensorschicht an electrically conductive, textile second sensor layer
(4) , (4),
- eine erste Trennschicht (7), die ausgebildet ist, die ers¬ te und die zweite Sensorschicht (3, 4) voneinander elekt¬ risch zu isolieren, und - a first separation layer (7) formed, the ers ¬ te and the second sensor layer (3, 4) to isolate elekt ¬ driven from each other, and
eine Oberflächenschicht (9) oberhalb der zweiten Sensor¬ schicht (4), a surface layer (9) above the second sensor ¬ layer (4),
- wobei die erste Trennschicht (7), die erste Sensorschicht (3) und die zweite Sensorschicht (4) sowohl den taktilen Sensor (1) als auch den Näherungssensor (2) bilden. - Wherein the first separation layer (7), the first sensor layer (3) and the second sensor layer (4) form both the tactile sensor (1) and the proximity sensor (2).
6. Kollisionserkennungseinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, 6. collision detection device according to claim 4 or 5, characterized
dass die Oberflächenschicht (9) als nahtlose Oberfläche aus¬ gebildet ist. that the surface layer (9) is formed as a seamless surface ¬.
7. Kollisionserkennungseinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, 7. collision detection device according to one of claims 3 to 6,
gekennzeichnet durch: marked by:
mindestens eine dem medizinischen Gerät zugeordnete  at least one associated with the medical device
Gehäuseschale (10).  Housing shell (10).
8. Kollisionserkennungseinrichtung nach Anspruch 7, 8. collision detection device according to claim 7,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass der taktile Sensor (1), der Näherungssensor (2), die Knautschschicht (6) und die Oberflächenschicht (9) zumindest teilweise die Gehäuseschale (10) bilden. in that the tactile sensor (1), the proximity sensor (2), the crushing layer (6) and the surface layer (9) at least partially form the housing shell (10).
9. Kollisionserkennungseinrichtung nach Anspruch 7, 9. collision detection device according to claim 7,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass der taktile Sensor (1), der Näherungssensor (2), die Knautschschicht (6) und die Oberflächenschicht (9) in der Gehäuseschale (10) angeordnet sind. in that the tactile sensor (1), the proximity sensor (2), the crushing layer (6) and the surface layer (9) are arranged in the housing shell (10).
10. Kollisionserkennungseinrichtung nach Anspruch 7, 10. collision detection device according to claim 7,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass der taktile Sensor (1), der Näherungssensor (2), die Knautschschicht (6) und die Oberflächenschicht (9) auf der Gehäuseschale (10) angeordnet sind. in that the tactile sensor (1), the proximity sensor (2), the crushing layer (6) and the surface layer (9) are arranged on the housing shell (10).
11. Kollisionserkennungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 11. Collision detection device according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass der Näherungssensor (2) und/oder der taktile Sensor (1) zusätzlich als Schaltsensor zur Steuerung und Bedienung des medizinischen Geräts ausgebildet sind. the proximity sensor (2) and / or the tactile sensor (1) are additionally designed as a switching sensor for controlling and operating the medical device.
12. Kollisionserkennungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 12. Collision detection device according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass der taktile Sensor (1) und/oder der Näherungssensor (2) in Abschnitte unterteilt sind, die ausgebildet sind, eine Be¬ rührung oder Näherung örtlich aufzulösen. that the tactile sensor (1) and / or the proximity sensor (2) are divided into sections, which are designed to dissolve a Be ¬ emotion or approximation locally.
13. Medizinisches Gerät mit einer Kollisionserkennungsemrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche. 13. Medical device with a Kollisionserkennungsemrichtung according to any one of the preceding claims.
14. Verfahren zum Betrieb eines bewegbaren medizinischen Geräts mit einer Kollisionserkennungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, 14. A method for operating a movable medical device with a collision detection device according to one of claims 1 to 12,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass eine Bewegung des medizinischen Geräts gestoppt wird, wenn der taktile Sensor (1) eine Berührung mit dem Objekt erkennt und/oder der Näherungssensor (2) eine Näherung des Objekts innerhalb eines vorgebbaren Abstands erkennt. a movement of the medical device is stopped when the tactile sensor (1) detects a contact with the object and / or the proximity sensor (2) detects an approximation of the object within a predeterminable distance.
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