DE102013219155A1

DE102013219155A1 - Verfahren zur Steuerung von Bewegungen eines medizinischen Gerätes, Steuergerät hierfür sowie medizinisches Gerät

Info

Publication number: DE102013219155A1
Application number: DE102013219155.3A
Authority: DE
Inventors: Björn Michelsen; Franziska Dinse; Juliane Ritter
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2013-09-24
Filing date: 2013-09-24
Publication date: 2015-03-26
Also published as: CN104461345A; KR20150033580A; KR101942345B1; US20150085986A1; CN104461345B; KR20180113489A; US10028714B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von Bewegungen eines medizinischen Gerätes durch ein Steuergerät (1) mit einem berührungssensitiven Display (3), zumindest aufweisend die Schritte Anwählen einer Gerätekomponente des medizinischen Gerätes, und Bewegen der angewählten Gerätekomponente, wobei eine Sicherheitsschleife geschlossen wird, um die Bewegung der Gerätekomponente zu aktivieren. Weiter betrifft die Erfindung ein Steuergerät (1) zum Steuern eines medizinischen Gerätes, zumindest aufweisend ein berührungssensitives Display (3) und eine Totmanneinrichtung mit einer Sicherheitsschleife, und ein medizinisches Gerät, zumindest aufweisend mindestens eine Gerätekomponente, wobei es durch ein erfindungsgemäßes Steuergerät (1) mittels eines erfindungsgemäßes Verfahrens steuerbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von Bewegungen eines medizinischen Gerätes durch ein Steuergerät mit einem berührungssensitiven Display, zumindest aufweisend die Schritte Anwählen einer Gerätekomponente des medizinischen Gerätes und Bewegen der angewählten Gerätekomponente, und ein Steuergerät zum Steuern eines medizinischen Gerätes sowie ein medizinisches Gerät.
Bei medizinischen Geräten, zum Beispiel Röntgensystemen oder Fluoreskopiesystemen, ist meist zumindest eine Gerätekomponente um mindestens eine Achse motorisch bewegbar. Die manuelle Steuerung der bewegbaren Komponenten spielt hierbei eine große Rolle. Beispielsweise ist es notwendig, die einzelnen Komponenten eines Röntgensystems, wie Röntgendetektor und Röntgenstrahler, relativ zu einem Patienten so zu positionieren, dass eine Röntgenaufnahme von einem bestimmten Körperteil des Patienten in möglichst guter Qualität erstellt werden kann.
Es sind bereits verschiedene Steuerungsverfahren für die manuelle Steuerung zum Bewegen der Gerätekomponenten bekannt, wobei die bestehenden Lösungsansätze Probleme aufweisen, welche bisher nicht gelöst oder nicht berücksichtigt wurden.
Ein Problem ist es zum Beispiel, ein bestehendes Steuerungsverfahren bei verschiedenen Geräten anzuwenden, sodass dem Benutzer die Bedienung bei einem Gerätewechsel oder bei unbekannten Geräten erleichtert wird.
Ein weiteres ungelöstes Problem ist die Kombination von einer blinden Bedienbarkeit, also dass der Benutzer das medizinische Gerät ohne Kontrollblick auf das Steuergerät beziehungsweise ohne Sichtkontakt zum Gerät bedienen kann, und somit sofort am Gerät selbst oder am Steuergerät das direkte visuelle Feedback bekommt, ob die Bewegungen ausgeführt wurde.
Zudem sind bestehende Steuerungsverfahren schwer anpassbar, wenn zum Beispiel neue Ideen und Änderungen in das bestehende Konzept eingearbeitet werden sollen. Selbst die Einarbeitung von geringen Änderungen an dem zu steuernden Gerät kann sehr kostenintensiv sein.
Bisher sind aus dem Stand der Technik die folgenden Steuerungsverfahrene für die manuelle Steuerung von Gerätekomponenten bekannt:
Eine Möglichkeit ist die Steuerung über analoge Joysticks. Derartige Joysticks werden häufig in eine stationäre Bedienkonsole zur Fernsteuerung integriert. Bewegt ein Benutzer den Joystick in eine bestimmte Richtung, so bewegt sich auch die Gerätekomponente, welche dem Joystick zugewiesen ist, in die entsprechende Richtung. Herkömmlicherweise sind die Joysticks entweder entlang einer oder zwei Achsen bewegbar. Dabei kann die Stärke der Auslenkung die Bewegung beeinflussen, insbesondere wie schnell eine Bewegung ausgeführt wird. Je größer die Auslenkung des Joysticks ist, desto schneller bewegt sich dann die Komponente. Zur Bedienung des Joysticks sind je nach Komplexität der Steuerung ein oder zwei Hände notwendig.
Ein weiteres Steuerungsverfahren ist die Verwendung einer Fernbedienung mit Tasten. Analog zur Steuerung mittels Joystick werden hier über Tasten die verschiedenen Komponenten und Achsen des Gerätesystems abgebildet und angesprochen. Im Gegensatz zur Bedienung mit Joystick, bei welchem die Bedienung über eine stationäre oder nur begrenzt mobile Bedienkonsole, zum Beispiel auf einen verschiebbaren Tisch montiert, realisiert wird, ist die Fernbedienung tragbar, kabellos und mit einer Hand bedienbar.
Eine Laser-Fernbedienung ist ein weiteres Steuerungsverfahren, bei welchem ebenfalls mit Hilfe einer kabellosen Fernbedienung die Systembewegung gesteuert wird. Ein wesentlicher Unterschied zur Fernbedienung mit Tasten ist, dass die Bewegungen hauptsächlich durch Bewegungen der Fernbedienung selbst und nicht durch Drücken von Tasten gesteuert werden.
Des Weiteren ist eine auf einem Touchdisplay basierende Steuerung von medizinischen Geräten bekannt, beispielsweise bei einem C-Bogen-System. Hier kann die Bewegung, insbesondere eine exakte Positionierung des C-Bogens durch Fingerbewegungen auf einem direkt am C-Bogen angebrachten berührungssensitiven Display gesteuert werden. Hierbei entspricht die Fingerbewegung auf dem Display der Bewegung des C-Bogens. Beispielsweise kann die Geschwindigkeit der Bewegung durch die Länge der auf dem Display ausgeführten Bewegung beeinflusst werden oder es kann durch mehrere Berührungspunkte des Displays, zum Beispiel mit mehreren Fingern gleichzeitig, eine Parallelverschiebung des C-Bogens erreicht werden.
Weiterhin ist es grundsätzlich sicherheitsrelevant, die Bewegungen der einzelnen Komponenten stets nur kontrolliert auszuführen, da unbeabsichtigte und unkontrollierte Bewegungen der teils sehr großen und schweren Komponenten der medizinischen Geräte ein Verletzungsrisiko für das Bedienpersonal und den Patienten darstellen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein einfaches und flexibles Steuerungsverfahren für medizinische Geräte zu schaffen, mit welchem zusätzlich das Verletzungsrisiko durch unkontrollierte oder unbeabsichtigte Bewegungen des Gerätes behoben werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche.
Die Erfinder haben erkannt, dass ein einfaches und flexibles Verfahren zum Steuern eines medizinischen Gerätes und seiner einzelnen Komponenten darin liegt, die Bewegungen mittels eines Steuergerätes mit Touchdisplay zu steuern, wobei das Steuergerät eine zusätzliche Sicherheitsschleife aufweist, sodass nur, wenn die Sicherheitsschleife geschlossen ist, beabsichtigte und kontrollierte Bewegungen ausgeführt werden können.
Die Bewegungen der Komponenten werden mittels eines berührungssensitiven Bedienfeldes, dem Touchdisplay, gesteuert. Das Touchdisplay, im Folgenden kurz Display genannt, kann entweder mit einem oder mit mehreren Fingern bedient werden, wobei eine Bedienung mit mehreren Fingern gleichzeitig Vorteile hat, da beispielsweise parallele Komponentenbewegungen einfacher ausgeführt werden können. Die Eingabe auf dem Display erfolgt mittels eines oder mehrerer Finger des Benutzers und/oder einem Eingabeelement. Ein solches Eingabeelement löst, wie auch ein Finger, ein für das berührungssensitive Touchdisplay erkennbares Touchereignis aus. Das Display ist Teil eines mobilen oder stationären Steuergerätes.
Die Bewegungen der Gerätekomponenten können grundsätzlich über unterschiedliche Arten auf dem Display gesteuert werden: Eine Möglichkeit ist es, lediglich einen bestimmten Bereich auf dem Display für die Bewegungssteuerung vorzusehen. Berührt der Benutzer das Display in diesem Bereich mit dem Finger oder dem Eingabeelement, erscheint an dem Berührungspunkt ein auf dem Display angezeigter virtueller Joystick. Der Joystick wird auf dem Display angezeigt, solange der Benutzer die Berührung beibehält. Bewegt der Benutzer dabei den Berührungspunkt auf dem Display, wird hiermit eine Bewegung einer Gerätekomponente entlang einer Achse des Systems ausgelöst. Der Benutzer erhält ein visuelles Feedback über den virtuellen Joystick, indem ein Teil des virtuellen Joysticks der Bewegung des Berührungspunktes folgt. Die Geschwindigkeit der Bewegung kann verändert werden, indem der Berührungspunkt auf dem Display von seiner ursprünglichen Position weg verschoben wird. Je größer der Abstand zwischen dem anfänglichen Berührungspunkt und dem bewegten Berührungspunkt ist, desto größer wird die Geschwindigkeit der Bewegung. Analog gilt, je kleiner der Abstand zwischen dem anfänglichen Berührungspunkt und dem bewegtem Berührungspunkt ist, desto geringer ist die Geschwindigkeit der Bewegung. Neben der Geschwindigkeit kann auch die Bewegungsrichtung am Display gesteuert werden. Durch Veränderung des Winkels der Verbindungslinie zwischen dem derzeitigen Berührungspunktes und dem anfänglichen Berührungspunkt wird die Achse der Gerätekomponente, welche durch den virtuellen Joystick angesprochen wird, verändert. Beispielsweise lässt sich so eine Bewegung der angesprochenen Gerätekomponente auch umkehren.
Die Gerätekomponente bewegt sich, solange der Benutzer das Display berührt. Setzt der Benutzer die Berührung des Displays ab, das heißt nimmt er also seinen Finger vom Display, wird die Bewegung des angesteuerten Gerätes sofort unterbrochen.
Eine andere Möglichkeit ist es, anstelle des definierten Bereichs auf dem Display, den virtuellen Joystick dauerhaft entweder an einer vorab definierten Position oder einer vom Benutzer variabel zu bestimmenden Position auf dem Display anzuzeigen. Die Steuerung der Bewegungen erfolgt wie vorstehend beschrieben. Insbesondere erfolgt auch hier ein sofortiger Stopp der Gerätebewegung, wenn die Berührung des Displays zu einem beliebigen Zeitpunkt unterbrochen wird.
Bei der Steuerung bietet sich vor allem für mobile Steuergeräte eine um das Steuergerät herumgreifende Handposition an. Hierbei berührt die Hand, insbesondere die Finger, des Benutzers das Display auf beiden Seiten. Beispielsweise liegt der Daumen auf dem Display auf der Vorderseite des Steuergerätes auf und die restlichen vier Finger befinden sich an der Rückseite des Steuergerätes.
Ein Teil der Hand, welcher nicht zur Steuerung benötigt wird, also beispielsweise die vier Finger auf der Rückseite des Steuergerätes, wird zum Schließen der zusätzlichen Sicherheitsschleife eingesetzt. Dieses Prinzip zum Schließen der Sicherheitsschleife wird auch als Totmannschalter oder Totmanneinrichtung (engl. Dead man's grip) bezeichnet. Bei einer einhändigen Bedienung des Steuergerätes kann zum Beispiel die andere, nicht zur Steuerung verwendete Hand des Benutzers die Sicherheitsschleife schließen.
Die Sicherheitsschleife beziehungsweise deren Schließen kann unterschiedlich ausgeführt werden. Beispielsweise kann ein rückseitig oder seitlich angebrachter Schalter in Form eines kapazitiven Sensors oder einer Taste zum Schließen der Sicherheitsschleife verwendet werden. Die Sensoren können auch auf der Vorderseite des Steuergerätes angebracht werden, beispielsweise als definierte Bereiche dem berührungssensitiven Display.
Um die Sicherheit des Benutzers und der Patienten bei der Steuerung des medizinischen Gerätes zu gewährleisten, ist die Bewegung der Gerätekomponenten mittels des Steuergerätes nur möglich, wenn die Sicherheitsschleife geschlossen ist, das heißt, wenn beispielsweise ein Finger des Benutzers den kapazitiven Sensor berührt. Sobald die Sicherheitsschleife nicht mehr geschlossen ist, also der Benutzer beispielsweise das Steuergerät loslässt, werden die Bewegungen des Gerätes sofort abgebrochen. Auf diese Art kann eine unkontrollierte und unbeabsichtigte Bewegung von Gerätekomponenten verhindert werden.
Ein vorstehend beschriebenes Steuergerät mit einem berührungssensitiven Display und einer zusätzlichen Sicherheitsschleife eignet sich sowohl für die mobile als auch für die stationäre Anwendung. Bei der mobilen Anwendung kann das Steuergerät entweder in Form einer kabellosen Fernbedienung eingesetzt werden, welche der Benutzer in der Hand hält, oder auf einem bewegbaren Steuerpult angebracht sein, welches in einem gewissen Radius ebenfalls mobil ist. Beide Arten verschaffen dem Benutzer eine größere Bewegungsfreiheit bei der Steuerung des medizinischen Gerätes, beispielsweise kann der Benutzer beim Ausrichten eines Röntgensystems dessen Position durch Herumlaufen um das Gerät von allen Seiten überprüfen und gleichzeitig weitere Positionsänderungen beziehungsweise Bewegungen mit dem mobilen Steuergerät ausführen. Weiterhin erlaubt die mobile Anwendung sowohl eine einhändige als auch eine beidhändige Bedienung des Steuergerätes, wobei eine beidhändige Bedienung dem Benutzer zum Beispiel auch die Steuerung von Parallelbewegungen ermöglicht. Bei einer beidhändigen Bedienung kann das Steuergerät zum Beispiel so umgriffen werden, dass die Daumen auf dem Display liegen und so zum Steuern, das heißt zum Ausführen der Bewegungen auf dem Display, eingesetzt werden.
Dahingegen ist bei der stationären Bedienung des Steuergerätes der Bewegungsradius des Benutzers stark eingeschränkt. Hier kann das Steuergerät entweder direkt an dem zu steuernden medizinischen Gerät angebracht sein oder an einer stationären Bedienkonsole.
Eine Kombination mobiler und stationärer Bedienung ist beispielsweise durch ein Anbringen des Steuergerätes in einer Andockstation möglich. Wenn sich das Steuergerät in der Andockstation befindet, kann es zudem auch geladen werden und dabei wie ein stationäres Gerät verwendet werden. Dabei sollte das Steuergerät so in der Andockstation positioniert sein, dass sowohl eine einhändige als auch beidhändige Bedienung wie bei der mobilen Nutzung möglich ist. Beispielsweise kann das Steuergerät einfach auf die Andockstation aufgelegt werden oder es wird mittels eines Kugelgelenks mit Teleskopstativ oder durch Klemmen befestigt. Entscheidend ist herbei, dass ein auf der Rückseite angebrachter Schalter zum Schließen der Sicherheitsschleife nicht von der Andockstation verdeckt wird und vom Benutzer weiterhin einfach zum Erreichen ist.
Demgemäß schlagen die Erfinder vor, ein Verfahren zur Steuerung von Bewegungen eines medizinischen Gerätes durch ein Steuergerät mit einem berührungssensitiven Display, zumindest aufweisend die Schritte: Anwählen einer Gerätekomponente des medizinischen Gerätes und Bewegen der angewählten Gerätekomponente, dahingehend zu verbessern, dass eine Sicherheitsschleife geschlossen wird, um die Bewegung der Gerätekomponente zu aktivieren. Ein derartiges Verfahren eignet sich zur einfachen Steuerung von Bewegungen von Komponenten von medizinischen Geräten und dient der Vermeidung von Verletzungen und Schäden von Benutzern und Umgebung durch unkontrollierte Bewegungen der teils großen und schweren Gerätekomponenten.
Die Steuerung erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mittels eines Steuergerätes mit einem berührungssensitiven Display. Bei dem berührungssensitiven Display handelt es sich vorzugsweise um ein sogenanntes Touchdisplay. Eine nähere Beschreibung des Steuergerätes folgt. Das Steuergerät, insbesondere das berührungssensitive Display, kann einhändig oder beidhändig bedient werden. Hierbei umgreift der Benutzer das Steuergerät mit dem Display entweder mit einer Hand oder mit beiden Händen, wobei die Hand/Hände vorteilhafterweise das Steuergerät sowohl auf der Vorderseite mit dem Display als auch auf der gegenüberliegenden Rückseite berühren. Eine einhändige Bedienung hat den Vorteil, dass der Benutzer seine zweite Hand frei hat, um beispielsweise zusätzlich ein Körperteil des Patienten zu halten und zum Gerät auszurichten. Dahingegen hat eine zweihändige Bedienung den Vorteil, dass beispielsweise Parallelbewegungen der Gerätekomponenten mit beiden Händen einfacher gesteuert werden können.
Das berührungssensitive Display des Steuergerätes wird erfindungsgemäß durch Berührungen und Gesten auf dem Display bedient beziehungsweise gesteuert, wobei durch die Berührung jeweils ein sogenannter Berührungspunkt definiert beziehungsweise ausgelöst wird. In einer Ausführungsform wird der jeweilige Berührungspunkt durch mindestens einen Finger und/oder mindestens ein Eingabeelement ausgelöst. Bei dem Eingabeelement handelt es sich um ein stiftähnliches Gerät, welches beim Berühren des Displays analog zu einem Finger einen Berührungspunkt, auch Touchereignis genannt, auf dem Display auslöst. Vorteilhafterweise wird bei einem kapazitiven Display ein leitfähiges Bedienelement verwendet. Im Folgenden wird allgemein von Berührungspunkten gesprochen, unabhängig ob diese durch einen Finger oder ein Eingabeelemente ausgelöst werden. Es können auch mehrere Berührungspunkte gleichzeitig ausgelöst werden, das heißt wenn beispielsweise zwei Finger oder zwei Eingabeelemente gleichzeitig das Display berühren. Bevorzugt kann mit zwei gleichzeitig ausgelösten Berührungspunkten eine Parallelverschiebung der Gerätekomponente gesteuert werden.
Als ersten Schritt wird vorteilhafterweise die jeweilige zu bewegende Komponente des medizinischen Gerätes ausgewählt. Bei dem medizinischen Gerät handelt es sich beispielsweise um ein C-Bogen-System mit dem C-Bogen als zu bewegende Gerätekomponente oder um ein Röntgensystem mit dem Röntgendetektor als zu bewegende Gerätekomponente. Zum Auswählen wird in einer vorteilhaften Ausführungsform ein bestimmter, vorab definierter Bereich des Displays berührt. Es wird also in diesem Bereich ein Berührungspunkt ausgelöst. Der vorab definierte Bereich ist dabei der bestimmten, anzuwählenden Gerätekomponente zugeordnet. Beispielsweise befinden sich auf dem Display mehrere Bereiche, welche jeweils einer anzuwählenden Gerätekomponente zugeordnet sind. Dies eignet sich vor allem für medizinische Geräte, bei denen mehr als eine Komponente bewegbar und steuerbar ist. Zur vorteilhaften Kennzeichnung der jeweiligen, den Komponenten zugeordneten Bereiche des Displays können diese farbig gekennzeichnet werden oder beispielsweise kleine Symbole der jeweils zu bewegenden Komponente anzeigen. Eine andere Ausführungsform sieht vor, dass der der jeweils anzuwählenden Gerätekomponente zugeordnete Bereich des Displays einem bestimmten Finger einer Hand des Benutzers zugeordnet und entsprechend auf dem Display angeordnet ist.
Im nächsten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die angewählte Gerätekomponente bewegt. Die Bewegung der Komponente wird vorteilhafterweise durch Bewegen eines oder mehrerer Berührungspunkte auf dem Display gesteuert. Die Bewegung der Gerätekomponente wird durch die Gesten auf dem Display wiedergespiegelt. Vorteilhafterweise ist auf dem Display für die Bewegungssteuerung ein bestimmter Bereich vorgesehen, auf welchem der oder die Berührungspunkt(e) bewegt werden. In einer Ausführungsform kann die Geschwindigkeit der Bewegung der Gerätekomponente gesteuert werden. Wird auf dem Display in dem bestimmten Bereich ein erster Berührungspunkt ausgelöst und dieser durch Bewegung des Fingers bzw. des Eingabeelementes auf dem Display verschoben, bewirkt dies eine Bewegung der angewählten Komponente, wobei der Abstand zwischen dem ursprünglichen Berührungspunkt und dem bewegten Berührungspunkt die Geschwindigkeit der Bewegung beeinflusst. Je größer der Abstand ist, umso schneller ist die Bewegung. Andersherum gilt, je kleiner der Abstand ist, umso langsamer ist die Bewegung. Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Richtung der Bewegung steuerbar ist. Dies kann beispielsweise durch die Ausrichtung der Bewegungsachse, also die Verbindungslinie zwischen einem ursprünglichen Bewegungspunkt und einem bewegten Berührungspunkt, variiert werden. Bevorzugt können sowohl die Geschwindigkeit der Bewegung als auch die Bewegungsrichtung variiert und gesteuert werden.
Des Weiteren kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Parallelverschiebung der Gerätekomponente gesteuert werden. Dies erfolgt bevorzugt durch zwei gleichzeitig ausgelöste Berührungspunkte, welche gemeinsam in die gleiche Richtung mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt werden.
Um die jeweils gesteuerte Bewegung der Gerätekomponente an dem Display nachvollziehen zu können, wird die Bewegung des Berührungspunktes auf dem Display vorteilhafterweise angezeigt. Dies eignet sich für eine Steuerung des medizinischen Gerätes ohne direkten Sichtkontakt. Es können zum Beispiel verschiedene Farben eingesetzt werden, um es dem Benutzer zu erleichtern, zu erkennen, welche Gerätekomponente er gerade wie bewegt. Diese Rückmeldung an den Benutzer bei der Bedienung kann zum Beispiel auch durch kleine Erklärungsgrafiken verwirklicht werden. Weiterhin kann die Geschwindigkeit mittels eines farbigen Balkens oder ähnlich einer Tachonadel dargestellt werden. Zum Nachvollziehen der Bewegungsrichtung kann beispielsweise der jeweilige Bewegungsvektor auf dem Display angezeigt werden.
In einer besonderen Ausführungsform wird auf dem Display ein virtueller Joystick am ursprünglichen Berührungspunkt angezeigt, welcher sich entsprechend der Bewegung des Berührungspunktes auch bewegt und ausrichtet und so die Bewegung der Gerätekomponente visualisiert. Auf dem für den virtuellen Joystick definierten Bereich können zudem farbliche Achsenmarkierungen angebracht werden, welche mit den Achsenmarkierungen am Gerätesystem korrelieren. Hierdurch kann der Benutzer bereits vor einer Komponentenbewegung zuordnen, entlang welcher Achse die Bewegung erfolgt. Vorteilhafterweise kann hierdurch die Anzahl von Fehlversuchen, das heißt nicht richtig ausgeführten Bewegungen, verringert werden. Die für den virtuellen Joystick definierten Bereiche können ebenso durch eine bestimmte Farbgebung bestimmten Gerätekomponenten zugeordnet werden. Zudem können die Farben auch konsistent mit den Erklärungsgrafiken verwendet werden.
Erfindungsgemäß muss eine zusätzliche Sicherheitsschleife geschlossen werden, um die Bewegung der Gerätekomponente zu aktivieren. Im Umkehrschluss bedeutet dies, dass die Bewegung der Gerätekomponente gestoppt wird, sobald die Sicherheitsschleife geöffnet ist. In einer einfachen Ausführungsform wird die Sicherheitsschleife durch einmaliges Antippen eines bestimmten Bereichs auf dem Display geschlossen. Bei dem Antippen, entweder mit einem Finger oder einem Eingabeelement, wird für eine kurze Zeit ein Berührungspunkt ausgelöst, welcher die Sicherheitsschleife schließt. Hierbei ist ein dauerhaftes Berühren des entsprechenden Bereichs auf dem Display nicht notwendig. Sobald die Sicherheitsschleife durch ein anfängliches Berühren geschlossen ist, kann also die Gerätekomponente bewegt werden.
Eine andere Ausführungsform sieht vor, dass die Sicherheitsschleife durch dauerhaftes Berühren eines bestimmten Bereichs auf dem Display oder eines Schalters an dem Steuergerät geschlossen wird. Die Sicherheitsschleife kann folglich durch andauerndes Berühren eines bestimmten Bereiches auf dem Display oder andauerndes Halten eines Schalters, beispielsweise auf der Rückseite des Steuergerätes, geschlossen werden. Hier ist ein Schließen der Sicherheitsschleife während des gesamten Steuervorgangs notwendig. Vorteilhafterweise wird die Bewegung gestoppt und abgebrochen, sobald die Sicherheitsschleife geöffnet ist, also wenn die Berührung des Bereiches oder des Schalters aufhört.
Bei dem zu berührenden Bereich auf dem Display handelt es sich zum Beispiel um einen separaten Bereich des Displays. Ebenso kann es sich bei dem Bereich um den gleichen Bereich handeln, indem die Bewegung gesteuert wird. In einer einfachen Ausführungsform wird die Sicherheitsschleife beim Auslösen des Berührungspunktes zur Bewegungssteuerung geschlossen und mit dem Beenden der Bewegungssteuerung geöffnet.
Weiter betrifft die Erfindung ein Steuergerät zum Steuern eines medizinischen Gerätes, zumindest aufweisend ein berührungssensitives Display und eine Totmanneinrichtung mit einer Sicherheitsschleife. Bei dem Steuergerät handelt es sich in einer Ausführungsform um ein mobiles Steuergerät, beispielsweise ähnlich einer kabellosen Fernbedienung. In einer anderen Ausführungsform handelt es sich bei dem Steuergerät um ein stationäres Steuergerät, beispielsweise in Form einer stationären Bedienkonsole oder ein direkt am zu steuernden medizinischen Gerät angeordnetes Steuergerät. Vorteilhafterweise eignet sich das Steuergerät sowohl zur mobilen Bedienung als auch zur stationären Bedienung. Hierzu kann ein mobiles, kabelloses Steuergerät zusammen mit einer Andockstation verwendet werden. Befindet sich das Steuergerät in der Andockstation wird es wie ein stationäres Steuergerät bedient und kann gleichzeitig aufgeladen werden. Sobald das Steuergerät sich nicht in der Andockstation befindet, kann es wie ein mobiles Steuergerät verwendet werden.
Das Steuergerät weist erfindungsgemäß eine Totmanneinrichtung mit einer zusätzlichen Sicherheitsschleife auf. Die Totmanneinrichtung wird verwendet, um unbeabsichtigtes Auslösen von Bewegung der Gerätekomponenten zu verhindern. In einer Ausführungsform ist die Totmanneinrichtung ein bestimmter Bereich auf dem Display, bei dessen Berührung mit einem Finger oder einem Eingabeelement die Sicherheitsschleife geschlossen wird. Eine andere Ausführungsform sieht vor, dass die Totmanneinrichtung ein Schalter ist. Der Schalter ist bevorzugt an einem einfach zugänglichen Bereich des Steuergerätes angeordnet, sodass sowohl eine beidhändige als auch einhändige Bedienung des Steuergerätes möglich ist. Vorteilhafterweise ist der Schalter an der Rückseite oder einem Seitenbereich des Steuergerätes angeordnet. Hierdurch ist ein einfaches Berühren des Schalters und Schließen der Sicherheitsschleife möglich, sobald das Steuergerät vom Benutzer in die Hand genommen wird. Entsprechend wird die Sicherheitsschleife geöffnet, wenn der Schalter losgelassen wird, beispielsweise wenn der Benutzer das Steuergerät fallen lässt. Bei dem Schalter handelt es sich beispielsweise um einen kapazitiven Sensor, einen Druck- oder Kippschalter etc.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass das Steuergerät zur Durchführung des vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist.
Zudem betrifft die Erfindung ein medizinisches Gerät, zumindest aufweisend mindestens eine Gerätekomponente, wobei das medizinische Gerät durch ein vorstehend beschriebenes erfindungsgemäßes Steuergerät mittels eines vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens steuerbar ist.
Mit der vorstehend beschriebenen Erfindung werden die folgenden Vorteile erzielt:
Die Steuerung mittels eines Steuergerätes kann mit berührungssensitivem Display in bereits bestehende Bedienkonzepte mit berührungssensitiven Displays integriert werden. Dies bringt sowohl einen Kostenvorteil als auch Vorteile in der Anwendung.
Ein konkretes Beispiel für eine solche Integration ist die Kombination einer Touchdisplay-basierten Steuerung einer Blende, vorzugsweise eines Radiographie- oder Fluoreskopiegerätes, mit deren Bewegungssteuerung. Hier bietet ein einziges Steuergerät mit Touchdisplay entweder gleichzeitig oder nach einem Umschalten sowohl Funktionen zur Steuerung von Gerätekomponentenbewegungen als auch zur Steuerung der Blende.
Ein weiterer Vorteil ist, dass Änderungen am Gerät selbst einfach auf dessen Steuerung am Display übertragen und umgesetzt werden können, da keine oder nur geringe Änderungen des Steuergerätes notwendig sind.
Noch ein Vorteil ist, dass eine vollkommene oder teilweise blinde Bedienung, also ohne Sichtkontakt mit dem zu bewegenden Gerät oder zum Steuergerät, möglich ist. Dabei hängt der Anteil, bis zu welchem Bewegungen ohne Sichtkontakt zum medizinischen Gerät gesteuert werden können, von der Wiedergabe und Darstellung der Systembewegungen auf dem Display ab. Je genauer die gesteuerten Bewegungen auf dem Display dargestellt werden, umso weniger Sichtkontakt ist notwendig, um die gesteuerten Bewegungen zu kontrollieren. Ist die Darstellung der Bewegungen beispielweise so implementiert, dass sie in einem bestimmt Bereich des Displays erscheinen, so ist der Anteil, zu welchem die Bedienung ohne Sichtkontakt ausgeführt werden kann, sehr hoch. Entsprechend ist es auch vorteilhaft, dass die Steuerung von Bewegungen der Gerätekomponenten mit direktem visuellen Feedback auf dem Display kombiniert werden kann.
Insgesamt bietet das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, dass komplexe Bewegung einer Komponente eines medizinischen Gerätes durch kleine Gesten und Bewegungen auf dem berührungssensitiven Display des Steuergerätes gesteuert werden. Dabei unterstützt das erfindungsgemäße Verfahren eine einfache Integration einer zusätzlichen Sicherheitsschleife beispielsweise durch einen rückseitig am Steuergerät angebrachten kapazitiven Sensor oder einen bestimmten Bereich auf dem Display. Vorteilhafterweise kann die Sicherheitsschleife durch einfache Handgriffe beziehungsweise durch einfaches Auslösen von Berührungspunkten geschlossen werden, um die Bewegungen des medizinischen Gerätes auszuführen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele mit Hilfe der Figuren näher beschrieben, wobei nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Merkmale dargestellt sind. Es werden folgende Bezugszeichen verwendet: 1: Steuergerät; 2: Hand; 3: Display; 4: kapazitiver Sensor; 5: Andockstation; 6: Berührungspunkt; 7: virtueller Joystick; 8a, 8b, 8c: Bedienbereiche; 9: Auswahlfeld.
Es zeigen im Einzelnen:
1: eine schematische Darstellung einer Vorderseite eines mobilen, beidhändig zu bedienenden Steuergerätes,
2: eine schematische Darstellung einer Rückseite des Steuergerätes gemäß der 1,
3: eine schematische Darstellung des mobilen Steuergerätes gemäß der 1 in einer Andockstation,
4: eine schematische Darstellung eines Steuergerätes mit einer ersten Bediensituation,
5: eine schematische Darstellung des Steuergerätes gemäß der 4 mit einer weiteren Bediensituation,
6: eine schematische Darstellung eines Steuergerätes mit gekennzeichneten Bedienbereichen, und
7: eine schematische Darstellung eines Steuergerätes mit verschiedenen, jeweils einer Gerätekomponente zugeordneten Bedienbereichen.
Die 1 und 2 zeigen jeweils ein Steuergerät 1 mit einem berührungssensitiven Display 3. Das hier gezeigte Steuergerät 1 ist zur beidhändigen, mobilen Benutzung ausgebildet. Entsprechend sind beide Hände 2 eines Benutzers dargestellt, welche das Steuergerät 1 auf zwei gegenüberliegenden Seiten umgreifen. Dabei liegen die Daumen auf einer Vorderseite des Steuergerätes 1 auf dem Display 3, siehe 1, und die anderen vier Finger auf einer Rückseite, siehe 2. Mit Bewegungen eines Fingers, hier der Daumen, auf dem Display 3 kann eine Bewegung einer Komponente eines medizinischen Gerätes gesteuert werden, siehe 4, 5 und 7.
Auf der Rückseite des Steuergerätes 1, siehe 2, sind zwei kapazitive Sensoren 4 angebracht. Auf jedem der Sensoren 4 liegt ein Finger einer Hand 2. Durch Berührung der Sensoren 4 wird eine Sicherheitsschleife geschlossen, sodass eine Bewegung einer vorab ausgewählten Komponente eines medizinischen Gerätes möglich ist.
In der 3 ist eine schematische Darstellung des mobilen Steuergerätes 1 gemäß der 1 in einer Andockstation 5 gezeigt. Das Steuergerät 1 ist an seiner Rückseite lösbar mit der Andockstation 5 verbunden, beispielsweise festgeklemmt. Dabei ist das Steuergerät 1 so in der Andockstation angeordnet, dass eine Handhaltung, wie sie in den 1 und 2 gezeigt ist, weiterhin möglich ist. Der Benutzer erreicht also weiterhin einfach die Sensoren 4 auf der Rückseite des Steuergerätes 1. In der Andockstation 5 wird das Steuergerät 1 wie ein stationäres Steuergerät 1 verwendet. Somit ist auch eine einfach Bedienung mit nur einer Hand möglich. Weiterhin kann das Steuergerät 1 über die Andockstation 5 aufgeladen werden.
Die 4 und 5 zeigen eine schematische Darstellung eines Steuergerätes 1 mit verschiedenen Bediensituationen. Das hier gezeigte Steuergerät 1 wird einhändig bedient, genauer gesagt mit dem Zeigefinger der rechten Hand 2 eines Benutzers. Die Spitze des Zeigefingers berührt das Display 3 und löst so einen Berührungspunkt 6 aus, siehe 4. Zur vereinfachten Bedienung und zur grafischen Darstellung ist an dem Berührungspunkt 6 ein virtueller Joystick 7 in Form von zwei konzentrisch um den Berührungspunkt 6 angeordneten Kreisen dargestellt. Der virtuelle Joystick erleichtert die Bedienung, indem er dem Benutzer eine direkte Rückmeldung über die Bewegungssteuerung gibt. Soll eine Translationsbewegung in eine bestimmte Richtung ausgeführt werden, wird der Zeigefinger auf dem Display in diese Richtung verschoben. Diese Bediensituation ist in der 5 gezeigt. Der virtuelle Joystick 5 bewegt sich dabei mit der Fingerbewegung mit, in dem gemäß dieser Ausführungsform der innere Kreis dem Berührungspunkt 6 folgt und sich mit der Zeigefingerspitze mitbewegt. Je weiter sich der Berührungspunkt 6 von seiner Ausgangsposition weg bewegt, umso schneller wird die Translationsbewegung ausgeführt.
Die 6 zeigt eine schematische Darstellung eines Steuergerätes 1 mit gekennzeichneten Bedienbereichen 8a und 8b. Die Bedienbereiche 8a und 8b sind jeweils in einer Ecke des Displays 3 angeordnet, sodass diese von der Hand des Benutzers einfach zu erreichen sind. Beide Bedienbereiche 8a und 8b können jeweils einer bestimmten Gerätekomponente oder einer bestimmten Bewegung der Gerätekomponente zugeordnet werden. Dies erleichtert dem Benutzer eine intuitive Steuerung. Weiterhin sind in den Bedienbereichen 8a und 8b jeweils die senkrechten und waagrechten Bewegungsachsen dargestellt. Dies erleichtert dem Benutzer ebenfalls die Bewegungssteuerung.
Die 7 zeigt eine schematische Darstellung eines Steuergerätes 1 mit verschiedenen, jeweils einer Gerätekomponente zugeordneten Bedienbereichen 8a bis 8c. In dieser Ausführungsform ist das Steuergerät 1 zur mobilen, beidhändigen Bedienung ausgebildet. Die Hände 2 des Benutzers halten das Steuergerät 1 auf zwei Seiten, vgl. 2. Die Daumen sind auf dem Display 3 angeordnet und die anderen Finger an der Rückseite des Steuergerätes 1, vgl. 3.
Die drei Bedienbereiche 8a, 8b und 8c sind in drei Ecken des Displays 3 angeordnet. Jeder der drei Bedienbereiche 8a, 8b und 8c ist einer bestimmten Bewegung zugeordnet, was durch die unterschiedlichen Pfeile in den Bedienbereichen 8a, 8b und 8c verdeutlicht wird, nämlich horizontale Translationsbewegung, Rotationsbewegung und vertikale Translationsbewegung. In einem oberen Bereich des Displays 3 sind in einem vorab definierten Bereich drei Auswahlfelder 9 ausgeführt. Diese Auswahlfelder 9 sind jeweils einer zu steuernden Gerätekomponente zugeordnet. Bei dem hier zu steuernden medizinischen Gerät handelt es sich um eine Röntgenanlage, welche auf dem Display 3 im Hintergrund dargestellt ist. Beispielsweise ist ein Auswahlfeld dem Patiententisch und ein Auswahlfeld dem Röntgenstrahler zugeordnet.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in einem ersten Schritt eine zu bewegende Gerätekomponente ausgewählt. Dies erfolgt durch Antippen des jeweiligen Auswahlfeldes. Als nächsten Schritt wird die angewählte Gerätekomponente bewegt, indem die jeweils gewünschten Bewegungen durch Gesten auf dem Display 3 in den jeweiligen Bedienbereichen 8a, 8b oder 8c ausgeführt werden. Aus sicherheitstechnischen Gründen sind die Systembewegungen nur möglich, wenn eine zusätzliche Sicherheitsschleife an dem Steuergerät 1 geschlossen wird. In der hier gezeigten Ausführungsform wird die Sicherheitsschleife über einen kapazitiven Sensor auf der Rückseite des Steuergerätes 1 durch eine dauerhafte Berührung mit den Fingern geschlossen, vgl. 3.
Nachfolgend werden besonders günstige Variationen erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele der vorstehend ausgeführten Erfindung beschrieben:

I. Ein Verfahren zur Steuerung von Bewegungen eines medizinischen Gerätes durch ein Steuergerät mit einem berührungssensitiven Display, zumindest aufweisend die Schritte: Anwählen einer Gerätekomponente des medizinischen Gerätes und Bewegen der angewählten Gerätekomponente, wobei eine Sicherheitsschleife geschlossen wird, um die Bewegung der Gerätekomponente zu aktivieren.
II. Ein Verfahren gemäß Ausführungsvariante I, wobei das Steuergerät, insbesondere das berührungssensitive Display, einhändig oder beidhändig bedient wird.
III. Ein Verfahren gemäß einer der Ausführungsvarianten I bis II, wobei das Steuergerät durch Berühren von mindestens einem Berührungspunkt auf dem Display bedient wird.
IV. Ein Verfahren gemäß der Ausführungsvariante III, wobei der mindestens eine Berührungspunkt durch Berühren des Displays mit mindestens einem Finger und/oder mindestens einem Eingabeelement ausgelöst wird.
V. Ein Verfahren gemäß einer der Ausführungsvarianten I bis IV, wobei die Gerätekomponente durch Berühren eines bestimmten, der anzuwählenden Gerätekomponente zugeordneten Bereichs des Displays angewählt wird.
VI. Ein Verfahren gemäß der Ausführungsvarianten V, wobei der der jeweils anzuwählenden Gerätekomponente zugeordnete Bereich des Displays farbig gekennzeichnet ist.
VII. Ein Verfahren gemäß einer der Ausführungsvarianten V bis VI, wobei der der jeweils anzuwählenden Gerätekomponente zugeordnete Bereich des Displays einem bestimmten Finger einer Hand des Benutzers zugeordnet und entsprechend auf dem Display angeordnet ist.
VIII. Ein Verfahren gemäß einer der Ausführungsvarianten III bis VII, wobei die Bewegung der angewählten Gerätekomponente durch Bewegen des mindestens einen Berührungspunktes auf dem Display gesteuert wird.
IX. Ein Verfahren gemäß der Ausführungsvarianten VII, wobei die Bewegung des Berührungspunktes auf dem Display angezeigt wird.
X. Ein Verfahren gemäß einer der Ausführungsvarianten I bis IX, wobei die Sicherheitsschleife durch Antippen eines bestimmten Bereichs auf dem Display geschlossen wird.
XI. Ein Verfahren gemäß einer der Ausführungsvarianten I bis IX, wobei die Sicherheitsschleife durch dauerhaftes Berühren eines bestimmten Bereichs auf dem Display oder eines Schalters an dem Steuergerät geschlossen wird.
XII. Ein Verfahren gemäß einer der Ausführungsvarianten I bis IX, wobei die Sicherheitsschleife durch Auslösen eines Schalters am Steuergerät geschlossen wird.
XIII. Ein Verfahren gemäß einer der Ausführungsvarianten I bis XII, wobei beim Öffnen der Sicherheitsschleife die Bewegung der angewählten Gerätekomponente sofort gestoppt wird.
XIV. Ein Steuergerät zum Steuern eines medizinischen Gerätes, zumindest aufweisend ein berührungssensitives Display und eine Totmanneinrichtung mit einer Sicherheitsschleife.
XV. Ein Steuergerät gemäß der Ausführungsvarianten XIV, wobei das Steuergerät ein mobiles Steuergerät ist.
XVI. Ein Steuergerät gemäß einer der Ausführungsvarianten XIV bis XV, wobei das Steuergerät ein stationäres Steuergerät ist.
XVII. Ein Steuergerät gemäß einer der Ausführungsvarianten XIV bis XVI, wobei die Totmanneinrichtung ein bestimmter Bereich auf dem Display ist.
XVIII. Ein Steuergerät gemäß einer der Ausführungsvarianten XIV bis XVII, wobei die Totmanneinrichtung ein Schalter ist.
XIX. Ein Steuergerät gemäß einer der Ausführungsvarianten XIV bis XVIII, wobei es zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einer der Ausführungsvarianten I bis XIII ausgebildet ist.
XX. Ein Medizinisches Gerät, zumindest aufweisend mindestens eine Gerätekomponente, wobei es durch ein Steuergerät gemäß einer der Ausführungsvarianten XIV bis XIX mittels eines Verfahrens gemäß einer der Ausführungsvarianten I bis XIII steuerbar ist.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: Steuergerät
2: Hand
3: Display
4: kapazitiver Sensor
5: Andockstation
6: Berührungspunkt
7: virtueller Joystick
8a, 8b, 8c: Bedienbereiche
9: Auswahlfeld

Claims

Verfahren zur Steuerung von Bewegungen eines medizinischen Gerätes durch ein Steuergerät (1) mit einem berührungssensitiven Display (3), zumindest aufweisend die Schritte: 1.1. Anwählen einer Gerätekomponente des medizinischen Gerätes, und 1.2. Bewegen der angewählten Gerätekomponente, dadurch gekennzeichnet, dass 1.3. eine Sicherheitsschleife geschlossen wird, um die Bewegung der Gerätekomponente zu aktivieren.
Verfahren gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (1), insbesondere das berührungssensitive Display (3), einhändig oder beidhändig bedient wird.
Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (1) durch Berühren von mindestens einem Berührungspunkt (6) auf dem Display (3) bedient wird.
Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gerätekomponente durch Berühren eines bestimmten, der anzuwählenden Gerätekomponente zugeordneten Bereichs (9) des Displays (3) angewählt wird.
Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsschleife durch mindestens eine der nachfolgend beschriebenen Vorgehensweisen geschlossen wird: Antippen eines bestimmten Bereichs auf dem Display oder dauerhaftes Berühren eines bestimmten Bereichs auf dem Display oder eines Schalters (4) an dem Steuergerät (1) oder Auslösen eines Schalters am Steuergerät (1).
Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass beim Öffnen der Sicherheitsschleife die Bewegung der angewählten Gerätekomponente sofort gestoppt wird.
Steuergerät (1) zum Steuern eines medizinischen Gerätes, zumindest aufweisend ein berührungssensitives Display (3) und eine Totmanneinrichtung mit einer Sicherheitsschleife.
Steuergerät gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Totmanneinrichtung ein bestimmter Bereich auf dem Display oder ein Schalter (4) ist.
Steuergerät gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 6 ausgebildet ist.
Medizinisches Gerät, zumindest aufweisend mindestens eine Gerätekomponente, dadurch gekennzeichnet, dass es durch ein Steuergerät (1) gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 7 bis 9 mittels eines Verfahrens gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 6 steuerbar ist.