CN108780711B - 用于定位医疗设备的系统 - Google Patents

Abstract

本发明的主题是一种旨在增加对意外激活的抵抗的医疗设备定位系统。这是使用两个独立的系统来实现的，以将致动器配置在给定位置中。

Description

用于定位医疗设备的系统

技术领域

本发明适用于在医疗设备的控制中所使用的验证系统。

当前技术状态

当前，非常强调医疗设备的安全性，尤其是对例如由于控制元件的意外激活或由于技术故障而导致的医疗设备功能的意外启动的抵抗。

在当前技术中，已知其中已引入了一种如专利号EP0863360中所描述的双重保护系统的系统，其中医院病床具有其中两个独立触点由单个致动器按钮切换的系统，并且仅当信号同时来自两个触点时致动器才变为激活。

还存在其中例如在专利申请号US2000256947中所描述的包含加速度计的设备的表面上的叩击被检测到的已知的系统。该设备包含三轴加速度计，该三轴加速度计不但可区分(例如，音乐播放器的)表面上的叩击和双叩击之间的差异，还可区分可被用于例如滚动菜单功能的叩击的方向。

如专利申请号US20100256947中的类似的系统在专利号US7999797中得到描述，其中设备将在对例如该设备的屏幕进行叩击之后由加速度计测得的数据与参考数据进行比较，据此该设备接着评估叩击存在的位置。

如专利申请号US20100256947中的类似的系统在专利申请号WO2010047932中得到描述，其中设备基于由加速度计测得的特定超出的阈值来评估是表面上(诸如移动电话上)的有意叩击还是假信号。

文献WO2010047932、US7999797和US2010025694中的以上提及的解决方案适用于触摸屏显示器、MP3播放器、电话等。

以上提及的系统的缺点是需要检测被施加到控件的宽范围的力，对过滤工具的使用对评估叩击而言是必需的。鉴于对如何针对被施加到控件的宽范围的力来过滤来自加速度计的数据进行配置的复杂度，可能存在对信号相关性的不正确评估，例如轻叩击或非常猛烈的叩击可能作为不相关信号而被过滤出去或者随机信号可能被评估为相关的，这两种状态都是不可接受的，尤其是在医院环境中。

除了专利号EP0863360之外，以上提及的系统的另一缺点包括它们不处理单个错误的状态的事实。虽然专利号EP0863360的系统处理单个错误的状态，但是它是以不合适的方式来这么做的，因为该系统不能够评估其涉及的是有意的按压，还是例如撞击设备的某个事物，抑或是躺在它上面的某个人。如果存在不正确评估并且假信号被发送，则该状态在其中非预期的移动可能致使针对用户的风险情况的设备中是不可接受的。此类资源包括具有可移动部件的各种医疗设备，诸如医院病床、护理床、运输床、运输椅、床头柜、医疗装备支架、防褥疮床垫、或患者升降器。

发明概述

以上提及的缺点通过一种包括以下的医疗设备定位系统来被消除：按钮控制器、被电连接到按钮的控制系统、被电连接到控制系统的致动器、和验证系统。优点的实质包括验证系统包含被机械地连接到控制器的计算模块和加速计的事实。控制器利用开关元件来被机械地连接到至少一个按钮。加速度计还被电连接到计算模块。计算模块也是控制系统的一部分，该控制系统还包含至少一个控制单元。优点是针对意外按压的改进了的安全性，这对于医疗设备而言是合需的。

其受益于由微开关或薄膜按键板组成的按钮。

其受益于计算模块是控制器的集成部分。

其受益于控制器是脚操作的。

使用医疗设备定位系统的优选方法在于：在按钮的激活之后，其开关元件接通并生成电信号和机械冲击。由开关元件生成的电信号被转移到控制系统并且机械冲击被加速度计检测到，该加速度计接着生成电信号并将其发送到计算模块，在该计算模块处该电信号接着被评估。该信息被转移到控制系统，该控制系统在该信息和由开关元件生成的电信号的基础之上激活致动器。

该评估手段适用于消除危险状态。危险状态可以是例如由于材料疲劳或机械损坏导致的柔性开关元件的裂化或断裂，在这种情形中非预期的电信号可能被生成。但是，在该情况期间，可能不一定存在任何机械冲击。在其他情形中，随机机械冲击可被生成，但是可能不一定存在由开关元件生成的电信号。

本发明的一个版本的示例

本发明的一个版本的一个示例是根据图1的医疗设备定位系统。该医疗设备定位系统包括医疗设备8，其可以是医院病床、护理床、运输床、运输椅、床头柜、医疗装备支架、防褥疮床垫、或患者升降器。其还包括被电连接到控制系统并由控制系统控制的致动器6。致动器6对例如床的靠背、床的整个床垫平台、患者升降器、或医疗设备8的任何其他可配置部分进行配置。控制系统5被电连接到控制器4。控制器4可以是手操作的、脚操作的或者被集成到医疗设备8中。在医院病床中，控制器4可位于例如侧轨中。控制器4包含一个或多个按钮3、3'。手柄(handset)4被柔性地连接到医疗设备8，并且与医疗设备8的柔性连接可例如通过电缆来布线或者是使用无线电、光学或声波通信的无线方式。控制器4包含一个或多个按钮3、3'。

根据图2描述了医疗设备定位系统的建议版本的框图。医疗设备定位系统包括包含一个或多个按钮3、3'的控制器4。按钮3可以是例如印刷电路板上的微开关、或具有柔性接触的薄膜按键板、或具有机械开关机制的任何其他开关。按钮3被电连接到控制系统5。控制器4还包含加速计1，该加速度计1被机械地链接到医疗设备上的印刷电路板或控制器4，并且被内部地或外部地且以电方式连接到计算模块2。加速度计1还是验证系统7的一部分。计算模块2也是验证系统7的一个部分。计算模块2评估加速度计的输出特性——如果机械冲击的特定波形在加速度计的输出特性中被检测到，则信号被发送到计算模块是它的2部分的控制系统5。控制系统5还包括控制单元12。根据图5或图6中的算法工作的控制系统5被电连接到致动器6。

根据图3描述了医疗设备定位系统的可能版本的另一框图。该系统包括包含一个或多个按钮3、3'的控制器4。按钮3可以是例如印刷电路板上的微开关、或具有柔性接触的薄膜按键板、或具有机械开关机制的任何其他开关。按钮3被电连接到控制系统5。控制器4还包含加速计1，该加速度计1被机械地链接到印刷电路板或控制器4，并且被内部地或外部地且以电方式连接到计算模块2。加速度计1也是验证系统7的一部分。验证系统7还包含位于控制器4中的计算模块2。计算模块2评估加速度计的输出特性——如果机械冲击的特定波形在加速度计的输出特性中被检测到，则信号被发送到计算模块是它的2部分的控制系统5。控制系统5还包括控制单元12。根据图5或图6中的算法工作的控制系统5与致动器6电连接。

在图4中，描绘了加速度计1的所检测到的信号在单个轴上的输出特性。至少在一个轴上检测加速度的加速度计1可被使用。但使用三轴加速度计1将是更好的，以便使得能够显著地缩窄被标识为对按钮的有意按压的一组冲击。以此方式，偏差的绝对值的波形不仅仅是由所测得的冲击导致的，而且还由其在3D空间中的方向导致。错误方向上的冲击(例如，对按钮所位于的区域的平面上的控制器的冲击)不被识别为有效的，即使实际幅值元素的波形本身是正确的。这意味着从侧面叩击控制器不导致有效按压的确认。从图4中可以明显看出，在部分特性0至t1中存在由干扰元素(例如来自医院装备)的作用引起的含混的信号。然而，在特征t₁至t₂的部分中，描绘了机械冲击的预期波形，其指示随后且逐渐恢复到原始含混的信号的非常迅速的启动。该机械冲击波形可以是它从输出特性中被过滤的输出特性的一个元素。机械冲击的波形由闭合按钮3的开关元件产生。按钮3的开关元件可以是例如能够引起机械冲击的柔性薄膜，该柔性薄膜在压缩按钮3中的弹簧之后切换到开(on)位置，从而导致机械冲击并且还闭合电触点。

从根据图5中的框图的步骤导出评估算法的合适版本的一个示例。按钮3和框9被用来评估按钮3是否被按压。如果确定按钮3已被按压，则继续去往框10所检测到的机械冲击，否则整个过程返回到在框9按压按钮3之前的状态。在被记录的机械冲击框10中，由加速度计1测得的数据在按钮的开关元件被翻转时被评估，并且所得到的机械冲击对应于所需机械冲击的波形。机械冲击的波形例如在按钮3被躺在控制器4上的患者按压的情况下、或者在按钮3是被桌角上的控制器4的冲击按压且按钮3是后来被按下的情况下，或者在操作者移动控制器4并同时按压按钮3的情况下有所不同。在此类情形中，功能的波形被寻求。如果对应于所需的机械冲击波形的加速度计1的输入特性的值被标识出，则继续去往致动器6配置的框11，否则整个评估过程返回到在被按压的按钮3的框9之前的状态。在致动器6配置框11中，基于对按钮3按压框9以及所检测到的机械冲击框的评估，致动器取决于被按压的按钮3的相关功能而被配置在所需位置中。

从根据图6中的框图的步骤导出评估算法的另一可能的版本。所检测到的机械冲击框10被用来评估由加速度计1测得的数据取决于作用的力是否对应于机械冲击的所需波形。机械冲击的波形例如在按钮3被躺在控制器4上的患者按压或者是被桌角上的控制器4的冲击按压且按钮3是后来被按下的情况下，或者在操作者移动控制器4并同时按压按钮3的情况下有所不同。在此类情形中，机械冲击的所需波形被寻求。如果对应于所需机械冲击的波形的加速度计1的输入特性的值被评估，则继续去往被按压的按钮3的框9。否则，整个评估过程返回到在所检测到的机械冲击的框10之前的点。按钮3按压块9被用来评估按钮3是否被按压或者是否仅存在随机机械冲击。如果确定按钮3被按压，则继续去往致动器6配置的框11，否则整个过程返回到在所检测到的机械冲击的框10之前的状态。在致动器6配置框11中，基于对按钮3按压框9和所检测到的机械冲击框10的评估，致动器取决于被按压的按钮3的相关功能而被配置在所需位置中。

此处给出评估算法的另一版本。在所检测到的机械冲击的框10中的评估，由加速度计1测得的数据取决于作用的力是否对应于机械冲击的波形，以及在按钮3按压框9中，按钮3是否被按压并且同时发生。机械冲击的波形例如在按钮3被躺在控制器4上的患者按压或者是被桌角上的控制器4的冲击按压且按钮3是后来被按下的情况下，或者在操作者同时移动控制器4并按压按钮3的情况下有所不同。在这些情形中，机械冲击的所需波形被寻求。如果在所检测到的机械冲击框10中加速度计1的输出特性的值对应于的所需机械冲击波形并且在按钮3按压框9中按钮3还被按压，则继续去往致动器6配置框11，否则该评估过程被重复。在致动器6配置框11中，基于对按钮3按压框9以及还有所检测到的机械冲击框10的评估，致动器取决于被按压的按钮3的相关功能而被配置在所需位置中。

附图标记列表

1-加速度计

2-计算模块

3-按钮

4-控制器

5-控制系统

6-致动器

7-验证系统

8-医疗设备

9-按钮按压框

10-所检测到的机械冲击框

11-致动器配置框

12-控制单元

Claims (7)

1.一种医疗设备定位系统，包括具有至少一个按钮(3)的控制器(4)、被电连接到所述至少一个按钮(3)的控制系统(5)、被电连接到所述控制系统(5)的致动器(6)、计算模块(2)和加速度计(1)，其特征在于，所述加速度计(1)被机械地连接到所述控制器(4)，以检测由闭合所述至少一个按钮(3)的开关元件导致的机械冲击，所述控制器(4)还被机械地连接到配有所述开关元件的所述至少一个按钮(3)，并且所述加速度计(1)还被电连接到所述计算模块(2)，所述计算模块(2)也是包含至少一个控制单元(12)的所述控制系统(5)的一部分，并且所述计算模块(2)被配置成通过检测所述机械冲击的特定波形来评估所述加速度计的输出特性，接着经处理的信息被发送到所述控制系统(5)，其中所述控制单元(12)在该信息和由所述开关元件在被闭合时生成的电信号的基础之上激活所述致动器(6)。

2.根据权利要求1所述的医疗设备定位系统，其特征在于，所述至少一个按钮(3)包括微开关或薄膜按键板。

3.根据权利要求1所述的医疗设备定位系统，其特征在于，所述计算模块(2)是所述控制器(4)的集成部分。

4.根据权利要求1所述的医疗设备定位系统，其特征在于，所述控制器(4)是脚控制器、手控制器、或被集成到所述医疗设备中的控制器。

5.根据权利要求4所述的医疗设备定位系统，其特征在于，所述控制器(4)被无线地或者通过导线连接到所述医疗设备。

6.根据权利要求1所述的医疗设备定位系统，其特征在于，所述加速度计(1)被构造为三轴。

7.一种使用根据权利要求1所述的医疗设备定位系统的方法，其特征在于，在按压所述至少一个按钮(3)之后，其开关元件被闭合并同时产生电信号和机械冲击，当所述机械冲击被所述加速度计(1)检测到时，由所述开关元件生成的所述电信号被转移到所述控制系统(5)，并且由所述加速度计生成的电信号被发送到所述计算模块(2)，其中由所述加速度计生成的所述电信号通过检测所述机械冲击的特定波形来被评估，接着经处理的信息被发送到所述控制系统(5)，其中所述控制单元(12)在该信息和由所述开关元件生成的所述电信号的基础之上激活所述致动器(6)。

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