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Die Erfindung betrifft eine Medizinische Einrichtung mit einer verstellbaren Vorrichtung und einem portablen Bedienmodul gemäß dem Patentanspruch 1 und ein Verfahren zur selbsttätigen Einstellung einer Bedienkonfiguration eines portablen Bedienmoduls einer medizinischen Einrichtung gemäß dem Patentanspruch 14.
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Es ist bekannt, für die Bedienung von medizinischen Einrichtungen, insbesondere Röntgenanlagen, flexibel positionierbare und portable Bedienmodule vorzusehen, an denen Bedienelemente für die Einstellung verschiedener Anlagenparameter vorgesehen sind. So kann mittels derartiger Bedienmodule die Applikation von Röntgenstrahlung gesteuert werden oder es können bewegliche Komponenten der Röntgenanlage wie zum Beispiel die Patientenliege oder der C-Bogen bewegt werden.
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Speziell bei der Steuerung von zwei- oder dreidimensionalen Bewegungen von beweglichen Komponenten ist die Positionierung des Bedienmoduls für eine intuitive Bedienung durch eine Bedienperson wichtig. Steht die Bedienperson mit dem Bedienmodul also zum Beispiel vor einer verfahrbaren Patientenliege und lenkt einen Joystick des Bedienmoduls nach rechts aus, so erwartet die Bedienperson, dass die Patientenliege in ebendiese Richtung verfährt. Dies ist jedoch nur dann der Fall, wenn die relative Anordnung zwischen dem Bedienmodul und der Patientenliege der Systemsteuerung bekannt und das Bedienmodul entsprechend konfiguriert ist. Aus diesem Grund ist es bei portablen Bedienmodulen notwendig, dass die Bedienperson bei Inbetriebnahme des Röntgengerätes oder bei jedem Positionswechsel eine Überprüfung und eventuell eine aufwändige und komplizierte manuelle Konfiguration des Bedienmoduls vornimmt.
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Die
DE 102 46 934 A1 offenbart ein System mit einer Benutzereingabevorrichtung zur Steuerung der Position einer medizinischen Einrichtung. Die zum Beispiel von Sensoren gebildete Benutzereingabevorrichtung spricht auf eine Bedienereingabe, welche wiederum eine erwünschte Bewegung der Einrichtung darstellt, an.
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Auch aus der
US 7 010 369 B2 ist eine medizinische Einrichtung bekannt, die verstellbare Vorrichtungen aufweist und ein portables Bedienmodul zur Steuerung der Bewegung der verstellbaren Vorrichtung umfasst.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einer medizinischen Einrichtung mit einer verstellbaren Vorrichtung und mit einem zu deren Steuerung vorgesehenen portablen Bedienmodul eine einfache intuitive Bedienung zu ermöglichen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine medizinische Einrichtung gemäß Anspruch 1 und durch ein Verfahren zur automatischen Kalibrierung gemäß Patentanspruch 14; vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung ermöglicht eine intuitive und einfache Bedienung dadurch, dass mittels eines Systems selbsttätig eine Bedienkonfiguration des portablen Bedienmoduls eingestellt wird. Ein derartiges System weist in vorteilhafter Weise zumindest auf: eine Signal-Sendeeinheit zum Senden eines Signals, welche an dem Bedienmodul angeordnet ist, mindestens zwei an unterschiedlichen Stellen der Vorrichtung angeordnete Signal-Wandeleinheiten zum Wandeln des Signals, und eine Signal-Empfangseinheit zum Empfangen des gewandelten Signals, welche an dem Bedienmodul angeordnet ist. Ein derartiges System bzw. dessen Bestandteile können einfach und kostengünstig bezogen und mit geringem Aufwand in bestehende Medizinische Einrichtungen implementiert werden.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird mit einfachen Mitteln von dem Bedienmodul ein Signal ausgesendet, von der verstellbaren Vorrichtung positionsabhängig gewandelt, wiederausgesendet und in gewandelter Form wieder von dem Bedienmodul empfangen, wobei das gewandelte Antwortsignal die zur Einstellung der richtigen Bedienkonfiguration notwendige Information enthält. In diesem Zusammenhang sind vorteilhafterweise abhängig von dem gewandelten Signal unterschiedliche Bedienkonfigurationen des Bedienmoduls einstellbar.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Verfahren bei jeder Inbetriebnahme der medizinischen Einrichtung oder des Bedienmoduls automatisch durchgeführt, so dass ein Nutzer der medizinischen Einrichtung von Anfang an unabhängig von seiner Position intuitiv arbeiten kann. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird das Verfahren nach regelmäßigen Zeitintervallen automatisch durchgeführt. Dadurch wird sichergestellt, dass auch für einen Nutzer, der zum Beispiel während des Betriebs der medizinischen Einrichtung seine Position und die des Bedienmoduls ändert, eine intuitive Bedienung gewährleistet bleibt.
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Nach weiteren Ausgestaltungen der Erfindung wird die verstellbare Vorrichtung von einem Patiententisch, insbesondere einem Patiententisch mit einer mindestens zweidimensional verstellbaren Tischplatte, oder von einem verstellbaren C-Bogen gebildet.
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In vorteilhafter Weise werden die Signal-Sendeeinheit und die Signalempfangseinheit von einer RFID-Lesevorrichtung, einem so genannten Reader und die Signalwandeleinheiten von je einem RFID-Transponder gebildet. Die RFID-Technologie ist verfügbar, kostengünstig und ausgereift, so dass sie verlässlich eingesetzt und einfach implementiert werden kann.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die Signal-Sendeeinheit von einer optischen Sendeeinheit und die Signal-Empfangseinheit von einem optischen Sensor gebildet.
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Auch diese Bauteile sind Standard, so dass sie einfach verfügbar und kostengünstig sind. In vorteilhafter Weise werden in Zusammenhang mit optischen Sensoren die Signalwandeleinheiten von optisch beugenden oder absorbierenden Markierungen, insbesondere in Form von Klebestreifen, gebildet. Zweckmäßigerweise werden an unterschiedlichen Seiten der beweglichen Vorrichtung unterschiedlich reflektierende, beugende oder absorbierende Markierungen angeordnet. So kann zum Beispiel bei dem Patiententisch an allen vier Seiten je eine unterschiedliche Markierung angeordnet sein.
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Besonders vorteilhaft ist es, die Signalwandeleinheiten lösbar anzuordnen. Dadurch ist ein einfacher Austausch im Fall von Beschädigung oder Verunreinigung möglich.
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Das portable Bedienmodul wird nach weiteren Ausgestaltungen der Erfindung von einem Joystick oder von einer Fernbedieneinheit gebildet.
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Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gemäß Merkmalen der Unteransprüche werden im Folgenden anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele in der Zeichnung näher erläutert, ohne dass dadurch eine Beschränkung der Erfindung auf diese Ausführungsbeispiele erfolgt; es zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht einer medizinischen Einrichtung nach dem Stand der Technik;
- 2 eine Draufsicht von oben auf einen verstellbaren Patiententisch und zugeordnete Bedienmodule;
- 3 eine perspektivische Ansicht einer verstellbaren Vorrichtung mit RFID-Transpondern;
- 4 eine Innenansicht eines portablen Bedienmoduls nach der Erfindung zur Bedienung der verstellbaren Vorrichtung nach 3;
- 5 eine perspektivische Ansicht einer verstellbaren Vorrichtung mit optischen Markierungen;
- 6 eine Seitenansicht eines portablen Bedienmoduls nach der Erfindung zur Bedienung der verstellbaren Vorrichtung nach 5.
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1 zeigt ein medizinisches Röntgengerät 1, welches als wesentliche Bestandteile einen verstellbaren C-Bogen 2, eine Systemsteuerungseinrichtung 13 und einen zugeordneten verstellbaren Patiententisch 5 aufweist. An einem Ende des C-Bogens 2 ist eine Röntgenquelle 3 zur Aussendung von Röntgenstrahlung angeordnet, an dem gegenüberliegenden Ende des C-Bogens ist ein Röntgenbildaufnehmer 4, zum Beispiel ein digitaler Flachbilddetektor, angeordnet. Für eine Röntgenaufnahme wird ein auf dem Patiententisch 5 liegender Patient von einer Röntgenstrahlung durchleuchtet und die dadurch charakteristisch geschwächte Röntgenstrahlung von dem Flachbilddetektor in elektrische Signale umgewandelt und gespeichert. Die gespeicherten Signale werden anschließend an die Systemsteuerungseinrichtung 13, zum Beispiel an ein darin befindliches Bildsystem geleitet und weiterbearbeitet bzw. zur Anzeige gebracht.
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Der Patiententisch 5 des medizinischen Röntgengeräts 1 ist in seiner Ebene in zumindest zwei Raumrichtungen, in Richtung der ersten Raumachse x und in Richtung der zweiten Raumachse y, welche orthogonal zur ersten Raumachse x ist, verstellbar. Dazu kann der Patiententisch zum Beispiel relativ zu seinem Sockel verschiebbar oder in seiner Gesamtheit auf Schienen verfahrbar sein. Die Verstellbarkeit ist mittels eines mobilen, kabellosen bekannten Bedienmoduls 6 steuerbar.
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Bei derartigen Systemen nach dem Stand der Technik besteht nun das Problem, dass eine Bedienperson, die das Bedienmodul in einer ersten Position 11 intuitiv bedienen möchte, eine hinsichtlich der Steuerung der Bewegung des Patiententischs 5 unterschiedliche Bedienkonfiguration benötigt im Vergleich dazu, wenn sie das bekannte Bedienmodul 6 in einer zweiten Position 12 intuitiv bedienen möchte - gezeigt in 2. Unter für die Bedienperson intuitiver Bedienung ist hierbei zu verstehen, dass der Patiententisch 5 immer genau in die Richtung verfährt, die die Bedienperson von ihrer Position aus anwählt; so erwartet die Bedienperson, wenn sie an einer ersten Seite 7 des Patiententisches 5 steht und sie rechts in das bekannte Bedienmodul 6 eingibt, dass der Tisch auch von ihr aus nach rechts verfährt; wenn die Bedienperson an einer zweiten Seite 8 des Patiententisches 5 steht, soll dieser ebenfalls von ihr aus nach rechts verfahren.
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Zu diesem Zweck ist ein System zur selbsttätigen Einstellung einer Bedienkonfiguration eines portablen Bedienmoduls vorgesehen, wobei sich verschiedene Bedienkonfigurationen hinsichtlich der Steuerung der Bewegung der beweglichen Vorrichtung in Bezug auf die relative räumliche Position der verstellbaren Vorrichtung zum Bedienmodul unterscheiden. Das System weist nach einer Ausgestaltung der Erfindung zumindest eine Signal-Sendeeinheit zum Senden eines Signals und eine Signal-Empfangseinheit zum Empfangen des gewandelten Signals, welche an dem Bedienmodul angeordnet sind und mindestens zwei an unterschiedlichen Stellen, insbesondere an unterschiedlichen Seiten, der Vorrichtung angeordnete Signal-Wandeleinheiten zum Wandeln oder Wandeln und Reflektieren des Signals.
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3 zeigt nach einer Ausgestaltung der Erfindung auf den Seiten der Patientenliege 5 als Signal-Wandeleinheiten vorgesehene RFID-Transponder, wobei auf einer ersten Seite 7 der Patientenliege 5 ein erster Transponder 14, auf einer zweiten Seite 8 ein zweiter Transponder 15 usw. angeordnet sind, so dass auf unterschiedlichen Seiten voneinander verschiedene Transponder 14; 15 angeordnet sind. Die verschiedenen Transponder unterscheiden sich in der Information, die gespeichert ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist entsprechend das Bedienmodul 6.1 nach einer ersten Alternative, welches zur Bedienung der Patientenliege 5 vorgesehen ist, als Signal-Sende- und Empfangseinheit einen so genannten RFID-Reader 18 - gezeigt in 4 - auf.
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Prinzipiell funktioniert die RFID-Kommunikation, indem der RFID-Reader 18 ein elektromagnetisches (U)HF-Feld erzeugt, welches eine in den jeweiligen Transponder (eine Antenne, einen analogen Schaltkreis zum Empfangen und Senden = Transponder, sowie einen digitalen Schaltkreis und einen permanenten Speicher) integrierte Antenne empfängt. In der Antennenspule entsteht, sobald sie in die Nähe des elektromagnetischen Feldes kommt, Induktionsstrom. Dieser aktiviert den Mikrochip im Transponder. Ist der Mikrochip einmal aktiviert, so empfängt er vom RFID-Reader 18 Befehle. Indem der Transponder eine Antwort in das vom RFID-Reader 18 ausgesendete Feld moduliert, sendet er zum Beispiel vom RFID-Reader abgefragte Daten. Dabei sendet der Transponder selbst kein Feld aus, sondern verändert nur das elektromagnetische Feld des RFID-Readers durch so genannte Lastmodulation, indem er die Energie des Feldes verbraucht, was wiederum der RFID-Reader detektiert.
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4 zeigt eine Innenansicht des Bedienmoduls 6.1 nach einer ersten Alternative mit dem RFID-Reader 18, einer Steuerungs- und Verarbeitungseinheit 19, einem Speicher 20 und einer Kommunikationseinheit 21. Mit der Kommunikationseinheit 21 empfängt das Bedienmodul 6.1 Befehle und Daten von der Systemsteuerungseinrichtung 13 zum Beispiel per Funk oder WLAN und kann auch selbst Daten zur Systemsteuerungseinrichtung 13 senden. Die Steuerungs- und Verarbeitungseinheit 19, zum Beispiel ein Prozessor, ist zur Steuerung von Befehlen und Verarbeitung von Daten vorgesehen. Auf dem Speicher 20 können zum Beispiel die verschiedenen Bedienkonfigurationen gespeichert sein.
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Von dem Bedienmodul 6.1 nach einer ersten Alternative bzw. dessen RFID-Reader 18 wird also ein UHF-Feld erzeugt. Befindet sich das Bedienmodul 6.1 nach einer ersten Alternative vor der ersten Seite 7 des Patiententisches, so wird das Signal von dem ersten Transponder 14 moduliert. Der RFID-Reader 18 detektiert das modulierte Feld und liest die darin gesendete Information über die Position, in diesem Fall also die erste Position 9, aus.
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Die Steuerungs- und Verarbeitungseinheit 19 des Bedienmoduls 6.2 wertet die Informationen aus und stellt die Bedienkonfiguration ein, die zur Bedienung in der ersten Position 9 geeignet ist. Befindet sich das Bedienmodul 6.1 nach einer ersten Alternative vor der zweiten Seite 8 des Patiententisches, so wird das Signal von dem zweiten Transponder 15 moduliert und es wird entsprechend die Bedienkonfiguration eingestellt, die zur Bedienung in der zweiten Position 10 geeignet ist. Das entsprechende gilt auch für die übrigen Seiten des Patiententisches 5.
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Um eine Überlagerung der Signale verschiedener Transponder zu vermeiden, können zum Beispiel Nahfeld-Transponder verwendet werden. Es kann aber auch vorgesehen sein, überlagerte Antwortsignale hinsichtlich ihrer Stärke zu werten, um das richtige Antwortsignal herauszufiltern.
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5 zeigt nach einer Ausgestaltung der Erfindung auf den Seiten der Patientenliege 5 vorgesehene Markierungen, wobei auf einer ersten Seite 7 der Patientenliege 5 eine erste Markierung, auf einer zweiten Seite 8 eine zweite Markierung usw. angeordnet sind, so dass auf unterschiedlichen Seiten voneinander verschiedene Markierungen angeordnet sind. Bei den Markierungen handelt es sich zum Beispiel um ablösbare Klebestreifen. Die Klebestreifen können sich derart unterscheiden, dass sie Licht auf unterschiedliche Art und Weise reflektieren und/oder beugen und/oder absorbieren.
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So kann zum Beispiel die erste Markierung aus zwei Klebestreifen zusammengesetzt sein, wobei der erste Streifen Licht reflektiert und der zweite Streifen Licht absorbiert, wohingegen die zweite Markierung aus zwei Klebestreifen zusammengesetzt ist, die beide Licht gleichartig reflektieren. Die Patientenliege 5 weist außerdem eine randseitige Reling 23 auf, die an allen vier Seiten angeordnet ist und dazu dient, das Bedienmodul 6.2 daran zu befestigen. Es handelt sich hierbei um ein funkbetriebenes tischseitig einklemmbares (table-side) Bedienmodul 6.2.
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Das Bedienmodul 6.2 in einer zweiten Alternative - in Seitenansicht in 6 gezeigt - enthält einen optischen Sensor 25 und eine Lichtquelle 26 zur Aussendung eines optischen Impulses. Das Bedienmodul 6.2 in einer zweiten Alternative sendet durch die Lichtquelle 26 einen Lichtimpuls zu der Patientenliege 5. Trifft der Lichtimpuls auf eine der Markierungen, so wird ein entsprechendes von den Klebestreifen abhängiges Bitmuster zu dem Bedienmodul 6.2 in einer zweiten Alternative reflektiert und durch den optischen Sensor 25 gemessen. Das Bitmuster ist bei zwei Klebestreifen binär; bei dem genannten Beispiel ist das erste reflektierte Bitmuster eins-null und das zweite Bitmuster eins-eins. Abhängig davon, welches Bitmuster empfangen wird, wird anschließend die Bedienkonfiguration des portablen Bedienmoduls 6.2 in einer zweiten Alternative eingestellt, also zum Beispiel bei dem Bitmuster eins-null die Bedienkonfiguration für die erste Seite und bei dem Bitmuster eins-eins die Bedienkonfiguration für die zweite Seite.
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Das Bedienmodul 6.2 in einer zweiten Alternative weist außerdem einen Einhängbügel 24 auf, mit dem es an der Reling 23 des Patiententisches 5 befestigt wird. Es kann nach Wunsch des Benutzers an beliebigen Stellen der Reling 23 eingehängt werden. Das Bedienmodul 6.2 weist außerdem je nach Ausbildung mehrere Bedienknöpfe 17, mehrere Bedienelemente 22 und ein Display 16 auf.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der C-Bogen 2 des Röntgengeräts 1 mittels eines Bedienmoduls verstellbar, also auch zum Beispiel translatorisch in einer ersten Raumrichtung x und einer zweiten Raumrichtung y und/oder er ist rotierbar um ein Rotationszentrum zwischen der Röntgenquelle 3 und dem Röntgenbildaufnehmer 4. Diese Verstellungen können zum Beispiel mittels eines Roboterarms, an dem der C-Bogen 2 befestigt ist, durchgeführt werden. An dem C-Bogen 2 sind erfindungsgemäß ebenfalls verschiedene Markierungen oder verschiedene Transponder an verschiedenen Seiten angeordnet, mit deren Hilfe eine Einstellung der Bedienkonfiguration des den C-Bogen 2 steuernden Bedienmoduls möglich ist.
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Die Erfindung lässt sich in folgender Weise kurz zusammenfassen: Um eine intuitive Bedienung einer verstellbaren Vorrichtung einer Medizinischen Einrichtung zu erleichtern, ist ein System zur selbsttätigen Einstellung einer Bedienkonfiguration des die verstellbare Vorrichtung steuernden portablen Bedienmoduls, wobei sich verschiedene Bedienkonfigurationen hinsichtlich der Steuerung der Bewegung der verstellbaren Vorrichtung in Bezug auf die relative räumliche Position der verstellbaren Vorrichtung zum Bedienmodul unterscheiden, vorgesehen. Insbesondere weist das System zumindest eine Signal-Sendeeinheit zum Senden eines Signals, welche an dem Bedienmodul angeordnet ist, mindestens zwei an unterschiedlichen Stellen der Vorrichtung angeordnete Signal-Wandeleinheiten zum Wandeln und Wiederaussenden oder Wandeln und Reflektieren des Signals, und eine Signal-Empfangseinheit zum Empfangen des gewandelten Signals, welche an dem Bedienmodul angeordnet ist, auf.
