支架和医疗设备的布置 |
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| 申请号 | CN201280051547.3 | 申请日 | 2012-01-04 | 公开(公告)号 | CN103889386B | 公开(公告)日 | 2017-06-30 |
| 申请人 | 费森尤斯维亚尔两合公司; | 发明人 | T·卡雅卡斯; | ||||
| 摘要 | 一种 支架 （1）和附接至所述支架（1）的医疗设备（2）的布置，支架（1）包括第一连接元件（111）并且医疗设备（2）包括第二连接元件（211），在所述支架（1）和所述医疗设备（2）的附接状态中，所述第二连接元件（211）可释放地连接至所述支架（1）的所述第一连接元件（111），以在所述医疗设备（2）与所述支架（1）之间建立电连接。第一连接元件（111）和第二连接元件（211）均包括至少两个电 接触 件（111.1、211.1），其中，在支架（1）和医疗设备（2）的附接状态中，经由所述至少两个电接触件（111.1、211.1），在医疗设备（2）与支架（1）之间建立低速数据连接（15、25）和高速数据连接（14、24）两者。因此，所提供的支架和医疗设备的布置通过提供医疗设备与支架的紧固和可靠的并且同时多用途的电连接而实现了医疗设备与支架的便利附接。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种包括支架(1)和附接至所述支架(1)的医疗设备(2)的系统，其中所述支架(1)包括第一连接元件(111)并且所述医疗设备(2)包括第二连接元件(211)，在所述支架(1)和所述医疗设备(2)的附接状态中，所述第二连接元件(211)可释放地连接至所述支架(1)的所述第一连接元件(111)，以在所述医疗设备(2)与所述支架(1)之间建立电连接，其特征在于， |
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| 说明书全文 | 支架和医疗设备的布置技术领域[0001] 本发明涉及一种支架(rack)和附接至支架的医疗设备的布置。 背景技术[0002] 在这种布置中，支架包括第一连接元件并且医疗设备包括处于支架的附接状态的第二连接元件，并且医疗设备可释放地连接到支架的第一连接元件，以在医疗设备与支架之间建立电连接。 [0003] 这种类型的支架用于保持和整理多个医疗设备，特别是诸如医院环境中的容积泵或注射泵的输液泵。支架可安置在例如医院的重症监护病房中的患者的床边，并且可以包含若干(第一)连接元件，用以将多个医疗设备(即多个输液泵)连接至支架。支架用作通信中枢，以提供附接至支架的医疗设备彼此之间的通信以及与连接至支架的外部设备(诸如计算机、护士呼叫器、条形码读取器或外部通信网络)的通信。 [0004] EP 0 477 551 B1公开了一种支架，其包括多个导引元件，用以将医疗设备机械地连接至支架，并且另外还包括多个多通道电耦合元件，用以在附接至支架的医疗设备与支架之间提供电连接。 [0005] US 2003/046439 A1公开了一种医疗设备，具有用于监测和控制的两个单元以及两个通信总线。单元包括具有微处理器的计算机，其中，单元中的至少一个包括具有第二微处理器的第二计算机，其中每个计算机附接至第一通信总线或第二通信总线。出于编程的目的，为了实现测试序列，为了诊断或为了维修，可以将外部设备连接至两个通信总线，从而形成统一的通信总线。 [0006] 一般而言，可以提供医疗设备和支架之间的低速通信和/或高速 通信以在医疗设备和支架之间建立通信链路。在低速数据连接中，以相当低的数据速率在医疗设备和支架交换数据，以传输例如控制命令或测量参数。利用高速数据连接，以较高数据速率的数据交换是可能的，因此实现医疗设备和支架之间的快速通信，从而以高数据速率来交换大量数据。 [0007] 相比于高速数据连接，低速数据连接消耗较少电能。而在医疗设备的正常工作模式中，大多数通信是经由高速数据连接进行的，医疗设备也可以呈睡眠模式，在睡眠模式中，医疗设备的至少一些功能被关闭，以减少该医疗设备的功耗。在睡眠模式中，仅仅低速数据连接可以用于在医疗设备和支架之间提供基本水平的通信。 [0008] 当在医疗设备中提供高速数据连接和低速数据连接时，所使用的用于将医疗设备与支架连接的常规的连接元件包括适当数量的电接触件(杆)，以建立用于所需的高速和低速数据连接的专用连接线路。因此，当使用高速和低速数据连接两者时，连接元件的接触件的总数量增加，从而增加了连接元件的复杂性，并且也增加了单个接触件或连接线路破损的风险。 发明内容[0009] 本发明的目的在于提供一种支架和医疗设备的布置，其通过在医疗设备与支架之间提供紧固和可靠的并且同时多用途的电连接，实现医疗设备与支架的便利附接。 [0010] 这一目的通过支架和附接至所述支架的医疗设备的布置来实现，其中所述支架包括第一连接元件并且所述医疗设备包括第二连接元件，在所述支架和所述医疗设备的附接状态中，所述第二连接元件可释放地连接至所述支架的所述第一连接元件，以在所述医疗设备与所述支架之间建立电连接，其中所述第一连接元件和所述第二连接元件均包括至少两个电接触件，其中，在所述支架和所述医疗设备的所述附接状态中，经由所述至少两个电接触件，在所述医疗设备与所述支架之间建立低速数据连接和高速数据连接两者。 [0011] 因此，在这样的布置中，(支架的)第一连接元件和(医疗设备的)第二连接元件均包括至少两个电接触件，其中在支架和医疗设备的附接状态中，经由至少两个电接触件，在医疗设备与支架之间建立低速数据连接和高速数据连接两者。 [0012] 根据本发明，支架的(第一)连接元件和医疗设备的(第二)连接元件均具有两个或更多个电接触件，在医疗设备附接至支架时它们彼此接触，并且因此支架的连接元件接合医疗设备的连接元件。本发明在此基于使用至少两个电接触件以经由相同线路提供低速数据连接和高速数据连接两者的思想。经由至少两个电接触件，建立至少两个电线路，并且经由这样的线路，在医疗设备附接至支架时可以——使用相同线路——产生低速数据通信和高速数据通信两者。 [0013] 因此，通过对于高速通信和低速通信使用相同线路，减少了提供在支架的(第一)连接元件和医疗设备的(第二)连接元件中的接触件的总数量，因此减小总体连接的复杂性并且还减小了连接断裂的风险。 [0014] 经由支架的(第一)连接元件和医疗设备的(第二)连接元件中的至少两个接触件，还可以建立供电连接，特别是直流连接。经由相同的线路，因此可以产生高速通信、低速通信和供电，因此使用相同线路以提供不同通信手段和对于医疗设备的供电。 [0015] 低速数据连接可以具有例如等于或小于1kbit/s的数据速率并且可以使用在kHz范围内的信号频率。相对地，高速数据连接可以具有等于或大于2Mbit/s的数据速率，优选地10Mbit/s或者甚至100Mbit/s并且可以使用在MHz或GHz范围内的信号频率。高速数据连接可以例如是例如根据IEEE802.3标准的以太网连接。 [0016] 在一个实施例中，支架的(第一)连接元件和医疗设备的(第二)连接元件均包括正好四个电接触件以提供电连接。 [0017] 高速数据连接在此可以使用这四个接触件中的第一对以形成高速差分发送链路以从支架发送高速差分数据信号至医疗设备，以及使用四个接触件中的第二对以形成高速差分接收链路以从医疗设备接收高 速差分数据信号。四个电接触件因此提供两对连接线路，经由它们，建立用于高速数据连接的发送链路和接收链路，使得差分数据信号可以经由相应的链路从支架发送至医疗设备以及从医疗设备发送至支架。 [0018] 为了经由(在每个连接元件的四个电接触件上建立的)相同四个线路建立低速数据连接，低速数据连接可以例如使用四个接触件中的第一对以形成第一线路并且使用四个接触件中的第二对以形成第二线路，以提供低速差分链路在支架与医疗设备之间往复发送低速差分数据信号。低速数据连接因此使用两个接触件(即，接触件中的第一对)以形成第一线路以及两个剩余的接触件(即，接触件中的第二对)以形成第二线路，第一线路和第二线路一起形成低速差分链路以在第一线路和第二线路上发送差分数据信号。对于低速数据连接，因此，第一连接元件和第二连接元件的接触件一起分组以形成单一差分通信链路。 [0019] 为了能够经由低速差分通信链路在支架与医疗设备之间往复发送低速差分数据信号，(从支架发送数据至医疗设备)发送信号和(从医疗设备发送数据至支架)接收信号必须在单一低速差分链路上复用。为此，发送信号可以以第一载波频率从支架发送至医疗设备，而从医疗设备发送至支架的接收信号可以以不同于第一载波频率的第二载波频率发送。通过使用不同的载波频率，例如，在kHz范围内，发送和接收信号可以被区分并且不会干扰，使得经由单一低速差分链路，可以产生支架与医疗设备之间的往复通信。 [0021] 为了经由高速数据连接提供高速通信，支架和医疗设备均可以包括第一主处理器。在此，支架的第一处理器经由第一变压器连接至支架的(第一)连接元件的四个接触件中的第一对，并且经由第二变压器连接至(第一)连接元件的四个接触件中的第二对。类似地，医疗 设备的第一处理器经由第一变压器连接至医疗设备的(第二)连接元件的接触件中的第一对，并且经由第二变压器连接至(第二)连接元件的接触件中的第二对。高速差分发送链路和高速差分接收链路因此在支架的第一主处理器与医疗设备的第一主处理器之间建立，包括在发送链路和接收链路中的变压器，以便提供支架电子元件和医疗设备电子元件的隔离(变压器用作耦合电路——如电子学公知的——发送差分信号，而不是共模信号，并且因此可以例如减少共模噪声)。 [0022] 支架和医疗设备还可以均包括第二处理器，用于经由低速数据连接提供低速通信。支架的第二处理器在此经由支架的第一变压器的次级绕组的中心抽头连接至(第一)连接元件的四个接触件中的第一对，并且经由支架的第二变压器的次级绕组的中心抽头连接至(第一)连接元件的四个接触件中的第二对。类似地，医疗设备的第二处理器经由医疗设备的第一变压器的次级绕组的中心抽头连接至医疗设备的(第二)连接元件的接触件中的第一对，并且经由医疗设备的第二变压器的次级绕组的中心抽头连接至(第二)连接元件的接触件中的第二对，因此形成第一和第二线路以获得低速差分链路。 [0023] 通过将支架和医疗设备的第二处理器分别连接至两个变压器的次级绕组的中心抽头(即，支架的第二处理器连接至支架一侧的变压器，医疗设备的第二处理器连接至医疗设备一侧的变压器)，实现了高速数据信号和低速数据信号的去耦。次级绕组的中心抽头提供了虚拟接地点(对于经由变压器发送的差分信号)，使得高速差分数据信号未发送至提供低速通信的第二处理器，并且反过来低速差分数据信号无法作为差分数据信号经由变压器发送，而是在高速差分发送链路的线路上以及类似地在高速差分接收链路的线路上产生共模。 [0024] 变压器的次级绕组在此应理解为未与第一主处理器连接而是分别布置在支架和医疗设备的连接元件一侧的变压器的绕组。 [0025] 低速数据连接提供支架与医疗设备之间的低速通信。低速数据通信在此需要明显更小量的电力并且因此也可以在睡眠模式中起作用，在睡眠模式中，医疗设备的功能的至少一部分关闭，使得医疗设备不 是全操作的。经由低速数据连接，在该情况下，由于支架经由低速数据连接发送唤醒信号至医疗设备，医疗设备的唤醒可以启动，这使医疗设备离开其睡眠模式并且进入医疗设备的全部基本功能全操作的操作模式。 [0026] 在睡眠模式期间，医疗设备的供电可以关断。相反，医疗设备可以使用包括在医疗设备至的电池电源，电池向低速数据通信供电并且因此还实现在医疗设备的睡眠模式中支架与医疗设备之间的有限的通信。 [0027] 支架的(第一)连接元件还可以包括检测设备，用于检测医疗设备是否存在于(第一)连接元件。检测设备可以例如构造为霍尔传感器并且检测医疗设备是否已经附接至支架。如果是，则可以开始支架与医疗设备之间的高和/或低速通信，并且医疗设备可以被供电。如果否，则与(第一)连接元件关联的通信电路和供电电路会被关断。 [0028] 在另一实施例中，支架的(第一)连接元件可以构造为在医疗设备在支架上的至少两个不同接合位置中在支架与医疗设备之间建立电连接，不同的接合位置对应于在将医疗设备绕着医疗设备可附接至支架所处的接合方向转动时的不同的角位置。其背景在于，其可以有利于能够将两个不同位置中的构造为输液泵的医疗设备附接至支架，以便能够以合适方式布置出自输液泵的线路。例如，医疗设备可以通过将支架的第一连接元件和医疗设备的第二连接元件在接合方向彼此插入而在第一接合位置附接至支架。也可以将医疗设备绕着接合方向转动180°并且在该位置将医疗设备附接至支架，因此获得不同的第二接合位置。为此，支架的医疗设备的连接元件的电接触件必须以合适方式布置，例如，通过绕着接合方向均匀间隔分布电接触件以及通过在相关联的连接元件上均匀间隔分布这样的组。另外，在支架和/或医疗设备中必须提供合适的开关电路。附图说明 [0029] 以下将根据附图中示出的实施例更详细地描述本发明的思想。其 中，[0030] 以下将根据附图中示出的实施例更详细地描述本发明的思想。其中，[0031] 图1示出用于保持医疗设备特别是布置在患者床边的输液泵的支架的示意性总体图； [0032] 图2示出包括基底部分和可拆卸地连接至基底部分的保持部分的支架的透视总体图； [0033] 图3A示出在支架的正常使用状态中彼此连接的保持部分和基底部分的示意图； [0034] 图3B示出处于拆卸状态的保持部分和基底部分的示意图； [0035] 图4示出基底部分和保持部分的电路的示意图； [0036] 图5示出在支架的正常使用状态中的保持部分和基底部分的示意图，保持部分包括用于将流体容器附接至保持部分的紧固构件； [0037] 图6示出保持部分的透视图，保持部分包括与医疗设备的第二连接元件接合的多个第一连接元件； [0038] 图7示出在拆卸方式下公连接器形状的第一连接元件和母连接器形状的第二连接元件的透视图； [0039] 图8示出附接至医疗设备一侧的第二连接元件的支架一侧的第一连接元件的局部截面图； [0040] 图9A示出在第一接合位置中医疗设备与支架的电连接的示意图； [0041] 图9B示出在第二接合位置中医疗设备与支架的电连接的示意图； [0042] 图10示出医疗设备与支架之间的电连接的电路图； [0043] 图11示出医疗设备与支架之间的电连接的低速数据连接的电路图；以及[0044] 图12示出高速数据线路上的电力和低速数据馈送的电路图。 具体实施方式[0045] 图1以示意图示出如在医院环境(例如医院的重症监护病房中)通常可见的场景。构成为诸如注射泵或容积泵的输液泵的多个医疗设备2位于患者的病床B旁边，并且经由输液线路42连接至患者。这样的医疗设备2用于将包含在容器4中的诸如药品或营养品的流体经由输液线路42注入患者，这样的输液线路42(特别是在医院的重症监护病房的环境中)对于患者来说至关重要，使得它们在任何情况下必须保持连接至患者以确保所需的药品、营养品等的注入。 [0046] 通常，这样的构成为输液泵的医疗设备2在支架1中组织成形成例如固定到立杆3的医疗设备2的竖直叠置。立杆3可以包括脚轮，使得立杆3至少一定程度上可以相对于患者的病床B或者与患者的病床B一起移动。立杆3可以具有用于承载医疗设备2的支架1附接至的柱体的形状，并且在其顶端包括钩体形状的紧固构件31，用以紧固包含待注入至患者的药品或营养品或其他流体的多个容器4。 [0047] 支架1用于在患者的病床一侧以组织方式组织医疗设备2。在此，支架1为医疗设备2提供电力供应，确保医疗设备2的紧固和可靠的固定，并且提供医疗设备2彼此之间的通信和与外部通信网络以及诸如护士呼叫器、打印机、计算机、监测器等的外部周边设备的通信。 [0048] 传统上，医疗设备2可以固定至支架1并且为此机械地和电连接至支架1，使得经由支架1，每个医疗设备2可以被供电并且可以与其他医疗设备2以及外部设备和/或外部通信网络通信。支架1因此用作通信中枢，用于提供通信设施和电力供应并且将医疗设备2嵌入包括医院通信网络和医院管理系统的医院环境中。 [0049] 图2至图4示出支架1的实施例，其包括基底部分10和与基底部分10可拆卸的保持部分11。在此，保持部分11包括呈布置在保持部分11的主体(竖直柱)110上的锥形连接元件111的形状的多个连接构件。保持部分11可以例如包括四个连接元件111，用于将呈输液泵形状的四个医疗设备2连接至主体(柱)110，然而也可以等同地设想其他数量，诸如六个或八个连接元件111。保持部分11 所连接至的基底部分10包括在壳体100中的电源单元102(参见图4)和通信构件107并且因此用于提供与外部设备、外部通信网络和外部电源的通信和电力接口。 [0050] 因此，支架1在功能上划分为两个部分，即基底部分10和保持部分11。具有其连接元件111的保持部分11在此用于机械地固定和保持医疗设备2，并且不包括大和重的电源单元(包括变压器)或者用于连接外部设备的大量通信电路和接口。在具体实施例中，保持部分11甚至可以完全不包括电源和通信电子元件，而仅仅包括用于将外部设备2连接至基底部分10的电路的连接线路。相比而言，基底部分10包括将通信和电能提供至附接至支架1的医疗设备2所必需的全部主要电子组件。具体而言，基底部分10包括电源单元102，其通常包括变压器和通信构件107(参见图4)。并且，基底部分10包括多个通信端口106，用于将不同的周边设备，诸如护士呼叫器、条形码读取器、计算机、监测器、打印机或外部网络等连接至基底部分10并且由此连接至支架1。为此，不同的线路可以连接至通信端口106，其例如可以构成为USB连接或以太网/LAN连接。基底部分10还包括外部电力线路可以连接至的电力连接101。 [0051] 如图3A和3B所示，保持部分11可以从基底部分10拆卸，以与基底部分10独立地承载保持部分11以及附接至保持部分11的医疗设备2。保持部分11和基底部分10在此均包括固定构件，其可能地构成为螺丝夹具、弹簧张力夹具或者钩，用于将保持部分11和基底部分10固定至立杆3。为了将保持部分11连接至基底部分10，提供在保持部分11的底部侧110B的连接构件114、115以及在基底部分10的壳体100的顶侧100T的连接构件104、105，用于将保持部分11机械地和电连接至基底部分10。一个连接构件104、114在此可以构造为提供机械和电连接，其中电连接包括通信链路以及电力供应连接。其他的连接构件105、115可以用于仅提供机械连接。(也可以设想，连接构件104、114、105、115提供电连接和机械连接两者)。 [0052] 当保持部分11与基底部分10拆分时，保持部分11的固定构件113从立杆3释放，并且经由连接构件104、114、105、115的连接被断开。保持部分11包括柄112，其在图3B所示的枢轴位置中，可以用于承载保持部分11以及与其附接的医疗设备2。柄112枢轴地连接至保持部分11的主体(柱)110，并且还可以使保持部分11经由固定构件113至立杆3的连接和/或经由连接构件104、114、105、115至基底部分10的连接锁定或解锁。 [0053] 即，在图3A所示的静息位置，柄112可以使固定构件113和连接构件104、114、105、115锁定，使得保持部分11不能与基底部分10和立杆3拆分。当枢转柄112至如图3B所示的移动位置，固定构件113和连接构件104、114、105、115可以被解锁，使得固定部分11可以与基底部分10和立杆3拆分并且可以不与基底部分10和立杆3一起移动。 [0054] 当移动保持部分11而非基底部分10和立杆3时，附接至保持部分11的医疗设备2可以由医疗设备2的内部电池供电。另外，可以经由保持部分11的电池117(参见图4)向医疗设备2提供电能，使得在保持部分11与基底部分10拆分时的足够的时间段内确保医疗设备2的连续供电。 [0055] 当保持部分11与基底部分10拆分时，保持部分11可以经由无线通信接口118(参见图4)与基底部分10通信，其建立与基底部分10的无线通信接口108或者诸如无线局域网络(WLAN)的外部通信网络的连接。经由无线通信接口118，因此，可以提供保持部分11与其附接的医疗设备2的基本通信以将控制命令传输至医疗设备2或者在外部网络和/或基底部分10与附接至保持部分11的医疗设备2之间交换警报或测量值。 [0056] 通过移动保持部分11以及所附接的医疗设备2，而非基底部分10和立杆3，相比于移动整个支架1，被移动的布置的重量实质减小，并且因为保持部分11的尺寸相比于整个支架1和立杆3较小，相比于操作整个支架1，保持部分11和所附接的医疗设备2的操作 被简化。并且，在移动保持部分11时不必断开线路，因为所有线路可以保持连接至基底部分10。另外，医疗设备2以组织方式保持在保持部分11上并且经由保持部分11，可以例如附接至病床B(例如，通过使用固定构件13)，以与病床B一起以便利的方式移动。 [0057] 当移动医疗设备2时，特别是当它们构成为容积输液泵时，包含待注入患者的诸如药品或营养品等的流体的容器4必须与医疗设备2一起移动。因此，在图5所示的实施例中，保持部分11包括紧固构件116，可能包括一个或多个钩，用于将诸如瓶或带的一个或多个容器4紧固至保持部分11，使得容器4可以容易地与保持部分一起移动。紧固构件116可以具有从保持部分11的主体110竖直地突出并且承载一个或多个钩的形状。 [0058] 参照图6至图8，以下将详细描述支架1的连接元件111，其提供将医疗设备2连接至支架1的保持部分11的连接手段。 [0059] 如图6可见的，在保持部分11的突出部110P上，四个(第一)连接元件111——沿着突出部110P间隔分开——布置为每一个均构成为与布置在医疗设备2的壳体21的背侧上的凹进部210接合。构成诸如注射泵或容积泵的输液泵的医疗设备2可以通过将第二连接元件211以接合方向E插入支架的保持部分11上的第一连接元件111而附接至支架1。为此，医疗设备2可以抓紧在柄22上并且可以以接合方向E附接至支架1，直到支架1的第一连接元件 111适配地接合医疗设备2的第二连接元件211。 [0060] 第一连接元件111和第二连接元件211提供用于在支架1与医疗设备2之间提供机械连接和电连接的连接手段。在图6至图8的示例性实施例中，支架1的保持部分11的第一连接元件111成型为公连接器，其与医疗设备2一侧的呈母连接器形状的第二连接元件211接合。 [0061] 虽然以下参照医疗设备2与支架1的保持部分11的连接描述连接元件111、222，但是应注意，相同或至少相似的连接元件也可以用于形成连接构件104、114、105、115，用于将保持部分1附接至 基底部分10。特别是，基底部分10可以包括第一连接元件而保持部分11可以包括第二连接元件，第一和第二连接元件构成为建立用于将保持部分11机械地固定至基底部分10的机械连接和用于将保持部分11电连接至基底部分10的电连接。 [0062] 另外，应该强调，这样的连接元件111、211的使用在原理上不限于支架1，如已经参照图2至图4描述的，而是，连接元件111、211也可以与任意其他类型的支架结合使用。 [0063] 如从图7可见的，第一连接元件111包括连接锥111.0，其适配地插入第二连接元件211的连接开口211.0。在第一连接元件111的连接锥111.0上，布置有四个电接触件111.1，它们在第一连接元件111和第二连接元件211的连接状态下电接触第二连接元件211的壁 211.5上的四个电接触件211.1。第一连接元件111的电接触件111.1以及第二连接元件211的电接触件211.1围绕旋转对称轴A均匀(90°)间隔分开，对称轴A沿着接合方向E指向并且形成连接锥111.0以及接合开口211.0的旋转对称轴。 [0064] 如可从图8的局部截面图可见的，电接触件211.1以预张(pretensioned)方式布置在第二连接元件211的壁211.5上，其中电接触件211.1可以垂直于接合方向E移动一定距离。为了预张电接触件211.1，例如为每个电接触件211.1提供弹簧，以将垂直于接合方向E的预张力沿着径向向内的方向施加到相关联的的电接触件211.1上。 [0065] 当通过将连接锥111.0插入连接开口211.0中来将第二连接元件211连接至第一连接元件时，第二连接元件211的电接触件211.1滑动地接触第一连接元件111的电接触件111.1，并且在径向方向上被略微往外推出，使得第二连接元件211的电接触件211.1在弹性预张力下紧邻第一连接元件的电接触件111.1。 [0066] 因为通过滑动地使第二连接元件211的电接触件211.1接触第一连接元件111的电接触件111.1来建立电连接，在建立电连接时，还实现了由于电接触件111.1、211.1的滑动移动导致的接触件111.1、 211.1的清洁。 [0067] 在第一连接元件111的连接锥111.0的尖端，布置具有环曲面形状的槽111.2，其用于建立机械锁定连接来以紧固的方式将第一连接元件111固定到第二连接元件211。为此，球形状的四个接合元件211.2布置在第二连接元件211的壁211.5上，在第一连接元件111和第二连接元件211的连接状态下接合槽111.2的接合元件211.2如在图8的局部截面图中可见。 [0068] 球形状的接合元件211.2，类似于电接触件211.1，以预张方式布置在壁211.5上。为此，弹性弹簧可以与每个接合元件211.2相关联，沿着指向径向向内的方向垂直于接合方向E预张接合元件211.2。 [0069] 当第一连接元件111的连接锥的111.0适配地与第二连接元件211的连接开口211.0接合时，球形状的接合元件211.2首先被弹性地向外按压，直到它们——在预张弹簧的动作下——猛地与第一连接元件111的槽111.2接合。 [0070] 如图8中可见，在连接状态下，连接锥111.0的前侧111.4紧邻布置在连接开口211.0的背侧的销211.4。通过在将连接锥111.0插入到连接开口211.0时对于销211.4的推动动作，致动锁定设备211.6(在图8中仅在原理上示出)，使接合元件211.2被锁定在它们的接合位置，以接合第一连接元件111的槽111.2。因为接合元件211.2锁定在其接合位置，第二连接元件211不能与第一连接元件111拆分(在没有锁定设备211.6的解锁致动的情况下)，使得第二连接元件211(和具有其的医疗设备2)以紧固和可靠的方式保持在第一连接元件111处(并且因此保持在支架1处)。 [0071] 如图6中可见的，在医疗设备2的壳体21上，可以布置解锁按钮23，其可以被致动用于释放锁定设备211.6，并且因此用于保持支架1的医疗设备2。 [0072] 医疗设备2，在图6至图8的实施例中，可以在两个不同接合位置附接至支架1，当将医疗设备绕着接合方向E转动180°时一个接 合位置对应于另一接合位置。如图6中的箭头所示的，医疗设备2可以绕着接合方向E转动180°并且可以经由相同的连接元件111、211连接至支架1，实现功能上相同的机械和电连接。 [0073] 如从图7可见的，当将第二连接元件222绕着接合方向E相对于第一连接元件111转动180°时，一个连接元件111、211的全部四个电接触件111.2、211.2将紧邻另一连接元件111、211上的电接触件111.2、211.2，其中可以与医疗设备2的接合位置无关地提供合适的电开关电路用于电连接的所需功能(例如提供电力连接和通信链路)。 [0074] 如从图7和图8可见的，第一连接元件111和第二连接元件211均包括附加的通信端口111.3、211.3，它们可以构造为用于在连接元件111、211之间提供附加的通信链路的红外(IRDA)通信端口。 [0075] 另外，检测设备可以集成到第一连接元件111的通信端口111.3，用于检测医疗设备2是否被附接至各自的连接元件111。检测设备例如可以是霍尔传感器或微机械开关，用于检测第二连接元件211在第一连接元件111上的存在。 [0076] 这种类型的检测设备可用于检测医疗设备2是否连接到支架1的特定连接元件111。检测设备111.3还可以用于检测是否以功能正确的方式在第二连接元件211和第一连接元件111之间建立机械和电连接。根据检测设备的检测信号，然后，附接至支架1的各连接元件111的医疗设备2和支架1之间的通信可被启动(如果医疗设备2连接到相应的第一连接元件111)，或被终止(如果医疗设备2从相应的第一连接元件111断开)。 [0077] 利用如在此描述的连接构件，一方面可以实现医疗设备2在支架1上的容易且紧固的机械固定和定位，另一方面可以将电力供应至医疗设备2并且可以建立通信链路。连接元件111、211在此可以提供医疗设备2在支架1上的检测，并且可以提供有益的可清洁性。因为为了将医疗设备2连接到支架1，医疗设备2与它的连接元件211仅需要被插入到支架1的连接元件111，从而经由支架1的单个连接元 件111在单一步骤中建立电连接和机械连接两者，医疗设备2的用于将其连接至支架1的操作是容易和安全的。 [0078] 图9A、9B至图12以示意图示出如在图7中示出的经由连接元件111、211建立在医疗设备2与支架1之间的电连接。 [0079] 在本发明的背景下，应注意的是，虽然以下将参照图7的连接元件111、211描述电连接，但是原理上其他的电连接器也可以用于在医疗设备2和支架1之间建立电连接，尤其是仅建立电连接而不是同时也建立机械连接的连接器。 [0080] 如上所述，连接元件111、211均包括四个电接触件111.1、211.1，在医疗设备2附接至支架1的状态下，这些电接触件彼此接触并且因此在医疗设备2与支架1之间提供导电连接线路。 [0081] 根据图9A、9B至图12的实施例，经由连接元件111、211建立的电连接通过经由连接元件111、211上的四个电接触件111.1、211.1提供高速数据连接、低速数据连接和供电连接。因此，经由接触件111.1、211.1提供的电线路用于以例如10Mbit/Sde大数据速率传输高速数据，以及以例如1kbit/s的相当低的数据速率传输低速数据，并且将电力供应至医疗设备2。 [0082] 如图10的电路图所示，在支架1的一侧和医疗设备2的一侧，不同的电子元件用于提供高速通信、低速通信和供电。为此，支架1(例如包含在如图2和图4所示的基底部分10中)包括具有第一处理器(主CPU)140的第一通信构件14和通信接口141(例如以太网通信接口)。此外，提供低速通信的第二通信构件15、电池16和向医疗设备2供电的电力源设备17被提供。类似地，在医疗设备2的一侧，具有第一处理器(主CPU)240的第一通信构件24和通信接口241(例如以太网通信接口)、第二通信构件25、电池26和电源27被提供。 [0083] 在支架1和医疗设备2的布置中，第一通信构件14、24用于经由用于将医疗设备2电连接至支架1的连接元件111、211在支架1与医疗设备2之间提供高速数据通信。第二通信构件15、25则用于 提供低速数据通信，并且在支架一侧的电力源设备17用于向医疗设备2一侧的电源27供电。如所提及的，支架1的第一通信构件14、24与医疗设备2之间的高速数据通信以及支架1的第二通信构件15与医疗设备2之间的低速通信和供电发生在经由连接元件111、211的电接触件111.1、211.1建立的相同的四个线路上。 [0084] 对于高速数据通信，支架1的第一处理器(主CPU)140经由通信接口141连接至电接触件111.1。为此，通信接口141经由线路142A、142B连接至第一变压器144的初级绕组，并且经由线路143A、143B连接至支架1的第二变压器145的初级绕组145A。第一变压器144的次级绕组144B连接至支架1的连接元件111的四个电接触件111.1中的第一对电接触件111.1A、111.1B，而第二变压器145的次级绕组连接至支架1一侧的连接元件111的四个电接触件 111.1中的第二对电接触件111.1C、111.1D。 [0085] 以对称的方式，在医疗设备2一侧，第一处理器(主CPU)240经由通信接口241连接至医疗设备2一侧的连接元件211的电接触件211.1。通信接口241经由第一对线路242A、242B连接至第一变压器244的初级绕组244A，其次级绕组244B连接至医疗设备2一侧的连接元件211的四个电接触件211.1的第一对接触件211.1A、211.1B。另外，通信接口241经由第二对线路243A、243B连接至第二变压器245的初级绕组245A，其次级绕组145B连接至医疗设备2一侧的连接元件211的电接触件211.1的第二对接触件211.1C、211.1D。 [0086] 经由第一对接触件111.1A、111.1B、211.1A、211.1B，以这种方式，在支架1的第一处理器140和医疗设备2的第一处理器240之间建立高速差分发送链路TX，并经由第二对电电接触件111.1C、111.1D、211.1C、211.D建立高速差分接收链路RX，它们用于从支架1传输高速差分数据信号到医疗设备2(发送链路TX)和从医疗设备2传输高速差分数据信号到支架1(接收链路RX)。这样的差分数据信号以差分方式在成对的线路上经由第一对接触件111.1A、 111.1B、211.1A、211.1B并经由第二对接触件111.1C、111.1D、211.1C、211.1D发送，例如形成具有例如10Mbit/s或更高的数据速率的以太网连接。为此，支架1和医疗设备2的通信接口141、241可根据以太网标准例如形成为具有介于10Mbit/s和100Mbit/s之间的可切换数据速率的10/100基础-T通信接口。 [0087] 在经由支架1一侧和医疗设备2一侧的连接元件111、211提供的电连接中，还使用支架1一侧和医疗设备2一侧的第二通信构件15、25提供低速数据通信。这样的第二通信构件15、25包括在支架1一侧和医疗设备2一侧的第二处理器150、250和收发器151、251。经由各自的收发器151、251，第二处理器150、250经由第一电容器152、252和第一线路154、254分别连接至高速差分接收链路RX中的支架1以及医疗设备2的第二变压器145、245的次级绕组145B、245B的中心抽头145C、245C。支架1和医疗设备2各自的收发器151、251还经由第二电容器153和第二线路155分别连接至高速差分发送链路TX中的支架1一侧和医疗设备2一侧的第二变压器144、244的次级绕组144B、244B的中心抽头144C、244C。经由两个线路154、 155、254、255，在第一对接触件111.1A、111.1B、211.1A、211.1B上建立支架1的第二处理器 150与医疗设备2的第二处理器250之间的低速差分链路。差分信号在线路154、155、254、255上发送，其中第一对电接触件111.1A、111.1B、211.1A、211.1B的线路和第二对电接触件 111.1C、111.1D、211.1C、211.1D的线路均在它们的公共模式中使用。 [0088] 这在图12中根据第一对接触件111.1A、111.1B、211.1A、211.1B的线路示意性地示出。在这里，连接到相关的第二处理器150、250的线路155、255分别连接到支架1和医疗设备2的变压器144、244的相关的次级绕组144B、244B的中心抽头144C、244C。中心抽头144C、 244C在虚拟地的位置(对于在变压器144、244上发送的差分信号)，使得经由中心抽头144C、 244C，仅激活连接支架1的变压器144的次级绕组144B和医疗设备2的变压器244的次 级绕组244B的线路的公共模式。 [0089] 由于变压器144、244(主要)仅发送差分数据信号，低速数据信号(激发公共模式)未通过变压器144、244分别发送到支架1和医疗设备2的第一处理器140、240。反过来，由于低速数据线路155、255连接到相应的变压器144、244的次级绕组144B、244B的中心抽头144C、244C，没有高速差分信号通过线路155，255分别发送到支架1和医疗设备2的第二处理器150、250。 [0090] 用于向医疗设备2供电的支架1的电力源设备17经由滤波器170并且还经由线路171、172连接至变压器的144、145的次级绕组144B、145B的中心抽头的144C、145C，类似于用于低速通信的支架1的第二通信构件15的线路154、155。在医疗设备2一侧，电源27经由滤波器和整流器270以及线路271、272也连接到变压器244、245的次级绕组244B、245B的中心抽头244C、245C，使得可以使用公共模式中的高速差分发送链路TX和高速差分接收链路RX，从支架1的电力源设备17向医疗设备2的电源27供电，类似于建立低速数据连接的情况。 [0091] 因此，如图12所示，当在高速差分发送链路TX的变压器144、244的中心抽头144C、244C上馈送电力时，在线路172上馈送的电流Ivcc被分流并且在电接触件111.1A，211.1A和电触件111.1B、211.1B上馈送(均为Ivcc/2)，因此，使用公共模式中的高速差分发送链路。 [0092] 在公共模式中使用高速差分发送链路和高速差分接收链路提供低速通信和供电所具有的额外优点在于，如果线路或电接触件111.1、211.1之一断裂，低速通信和供电仍然起作用。 [0093] 对于经由线路154、155、254、255的低速差分链路，仅仅单对线路用于提供支架1与医疗设备2之间往复的低速通信，并且因此在支架1与医疗设备2之间往复传输数据。 [0094] 如图11中所示，为了能够区分从支架1发送到医疗设备2的发送数据和从医疗设备2发送至支架1的接收数据，这些数据以不同的 载波频率发送。为此，在发送路径中的支架1的收发器151包括正弦波发生器151.1，用于提供从支架1发送到医疗设备2的数据在其上调制的第一载波频率(在kHz范围内)。类似地，医疗设备2的收发器251包括正弦波发生器 251.1，用于产生在第二载波频率的正弦波(在kHz范围内)，第二载波频率不同于第一载波频率并且从医疗设备2发送到支架1的低速数据在其上调制。 [0095] 此外，每个收发器151、251包括带通滤波器151.2、251.2，支架1的收发器151的带通滤波器151.2以第二载波频率为中心，而医疗设备2的收发器251的带通滤波器的251.2以第一载波频率为中心。并且两个收发器151、251包括信号电平比较器151.3、251.3。 [0096] 为了从支架1发送数据至医疗设备2，数据通过正弦波发生器151.1在第一载波频率上调制，并且作为差分数据信号经由线路154、155、254、255发送至医疗设备2的收发器251，其中差分数据信号由带通滤波器251.2滤波并且经由信号电平比较器251.3作为接收数据输出至医疗设备2的第二处理器250。 [0097] 反过来，如果将数据从医疗设备2发送到支架1，数据信号通过医疗设备2的收发器251的正弦波发生器251.1在第二载波频率上调制并且作为差分信号发送至支架1的收发器 151，其中接收到的信号由带通滤波器151.2进行带通滤波并且经由信号电平比较器151.3作为接收数据输出至支架1的第二处理器150。 [0098] 由于分别由支架1发送和接收的发送数据信号和接收数据信号以不同的载波频率并且非重叠带宽分别发送和接收，这些信号容易被区分，使得它们可以经由相同的、单一对线路154、155、254、255发送而没有任何(实质的)干扰。 [0099] 如图10和图11中可见的，线路154、155、254、255均包括电容器152、153、252、253。这用于将第二通信构件15、25从电力源设备17与电源27之间的直流电源去耦。 [0100] 在医疗设备2的全操作中，一般而言，通信的大多数部分是经由高速数据连接和高速通信构件14、24实现的。特别是，经由高速通 信构件14、24，在医疗设备2的全操作中，控制命令和参数以及测量数据可以在支架1与医疗设备2之间交换。 [0101] 医疗设备2可以采取睡眠模式，在睡眠模式中，其功能组件的大多数不工作，而是关闭以节省电力。在这一睡眠模式中，只有低速数据连接可操作以提供支架1与医疗设备2之间的低速通信。这是有益的，因为低速通信通常消耗比高速数据通信小得多的功率，使得低速通信可以以医疗设备2的电池26运行。 [0102] 低速通信构件15、25可配备有开/关控制装置，用于将医疗设备2和/或支架1从睡眠模式转移至全操作模式。为此，借助经由低速通信交换的信号，医疗设备2可从其睡眠模式唤醒，以接通所有必要的功能组件以提供医疗设备2的全操作。 [0103] 如图10所示，在支架1一侧，还可以提供霍尔传感器形式的检测设备18作为连接元件111的一部分，用于检测在连接元件111处医疗设备2的存在。利用检测设备18，检查医疗设备2及其连接元件211是否正确连接到支架1的连接元件111。如果是，则生成适当的信号以例如启动支架1与医疗设备2之间的通信(高速通信以及低速通信)，并且还启动从支架1向医疗设备2的供电。 [0104] 如已经参照图7描述的，连接元件111、211包括旋转对称形状，允许医疗设备2以不同接合位置连接支架1。为此，电接触件111.1、211.1绕着接合方向E均匀地间隔分开，使得在将医疗设备绕着接合方向E转动180°时还实现电连接。 [0105] 图9A和9B示意性地示出医疗设备2在不同接合位置与支架1连接时医疗设备2与支架1之间的电连接如何切换。图9A在此地示意性地示出医疗设备2在第一接合位置与支架1附接(表示直接连接)时的电连接，而图9B说明医疗设备2在第二接合位置与支架1附接(表示反向连接，其中医疗设备2绕着接合方向E相对于第一接合位置转动180°)时的电连接。 [0106] 图9A和图9B在每一种情况下示出医疗设备2的(第二)连接元件211。 [0107] 在直接连接中，高速差分发送链路TX是经由第一对接触件211.1A、211.1B建立的，在图9A顶部示出。在该第一对接触件211.1A、211.1B上，电力源设备17的正端子(+)还连接至医疗设备2的电源27。经由第二对接触件211.1C、211.1D，反过来建立高速差分接收链路，并且电力源设备17的负端子(-)连接至第二对接触件211.1D、211.1D。在第一对接触件211.1A、211.1B与第二对接触件211.1C、211.1D(每对在公共模式中)之间建立低速差分数据链路。 [0108] 如果医疗设备转动180°并且以反向连接连接至支架1，如图9B所示，高速差分发送链路TX现在是经由第二对接触件211.1C、211.1D建立，如图9B底部所示。经由第二对接触件211.1C、211.1D，电力源设备17的正端子(+)还连接到电源27。高速差分接收链路RX在这种情况下是经由第一对接触件211.1A、211.1B建立，电力源设备17的负端子(-)也连接至第一对接触件211.1A、211.1B。同样，在第一对电接触件211.1A、211.1B与第二对接触件211.1C、 211.1D之间建立低速差分数据链路。 [0109] 在图11中还通过电容器152、153、252、253之间的实线(直接连接)和虚线(反向连接)说明了对于低速数据连接而言，医疗设备2在不同接合位置与支架1的连接。 [0110] 附图标记列表 [0111] 1 支架 [0112] 10 基底部分 [0113] 100 壳体 [0114] 100T 顶侧 [0115] 101 电力连接 [0116] 102 电源单元 [0117] 103 固定构件(夹具) [0118] 104、105 连接构件 [0119] 106 通信端口 [0120] 107 通信构件 [0121] 108 无线通信接口 [0122] 11 保持部分 [0123] 110 主体(柱) [0124] 110B 底侧 [0125] 110P 突出部 [0126] 111 第一连接元件(公连接器) [0127] 111.0 连接锥 [0128] 111.1 接触件 [0129] 111.2 槽 [0130] 111.3 通信端口 [0131] 111.4 前侧 [0132] 112 柄 [0133] 113 固定构件(夹具) [0134] 114、115 连接构件 [0135] 116 紧固构件 [0136] 117 电池设备 [0137] 118 无线通信接口 [0138] 14 第一通信构件 [0139] 140 第一处理器(主CPU) [0140] 141 通信接口 [0141] 142A、142B 线路 [0142] 143A、143B 线路 [0143] 144、145 变压器 [0144] 144A、144B 绕组 [0145] 144C、145C 中心抽头 [0146] 15 第二通信构件 [0147] 150 第二处理器(次级CPU) [0148] 151 收发器 [0149] 151.1 正弦波发生器 [0150] 151.2 带通滤波器 [0151] 151.3 信号电平比较器 [0152] 152、153 电容器 [0153] 154、155 线路 [0154] 16 电池 [0155] 17 电力源设备 [0156] 170 滤波器 [0157] 171、172 线路 [0158] 18 检测设备(霍尔传感器) [0159] 180 线路 [0160] 2 医疗设备 [0161] 21 壳体 [0162] 210 凹进 [0163] 211 第二连接元件(母连接器) [0164] 211.0 连接开口 [0165] 211.1、211.1A、 接触件 [0166] 211.1B、211.1C、211.1D [0167] 211.2 接合设备(球) [0168] 211.3 通信端口 [0169] 211.4 销 [0170] 211.5 壁 [0171] 211.6 锁定设备 [0172] 22 柄 [0173] 23 解锁按钮 [0174] 24 第一通信构件 [0175] 240 第一处理器(主CPU) [0176] 241 通信接口 [0177] 242A、242B 线路 [0178] 243A、243B 线路 [0179] 244、245 变压器 [0180] 244A、244B 绕组 [0181] 244C、245C 中心抽头 [0182] 25 第二通信构件 [0183] 250 第二处理器(次级CPU) [0184] 251 收发器 [0185] 251.1 正弦波发生器 [0186] 251.2 带通滤波器 [0187] 251.3 信号电平比较器 [0188] 252、253 电容器 [0189] 254、255 线路 [0190] 26 电池 [0191] 27 电力源设备 [0192] 270 滤波器 [0193] 271、272 线路 [0194] 3 立杆 [0195] 31 紧固构件 [0196] 4 容器 [0197] 42 线路 [0198] A 旋转对称轴 [0199] B 病床 [0200] E 接合方向 [0201] Ivcc 电流 [0202] RX 高速差分接收链路 [0203] TX 高速差分发送链路 |
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