DE19958443A1 - Bedieneinrichtung - Google Patents

Bedieneinrichtung

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bedieneinrichtung zur Beeinflussung von auf einer Sichtfläche (5) angezeigten medizinischen Bildinformationen (6 bis 9) mit einem beweglichen Bedienelement (1) und mit Mitteln (2, 10 bis 13) zur quantitativen Bestimmung von Verstellbewegungen des Bedienelementes (1), wobei die Darstellung der auf der Sichtfläche (5) angezeigten medizinischen Bildinformationen (6 bis 9) allein durch Bewegungen des Bedienelementes beeinflußbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bedieneinrichtung zur Beeinflus­ sung von auf einer Sichtfläche angezeigten Bildinformationen mit einem beweglichen Bedienelement und mit Mitteln zur quan­ titativen Bestimmung von Verstellbewegungen des Bedienelemen­ tes.
In der Bildverarbeitung, insbesondere der medizinischen Bild­ verarbeitung, werden mit Hilfe diagnostischer Gerätschaften und Visualisierungsrechnern gewonnene Bildinformationen, z. B. Schichtbilder oder 3D-Visualisierungen von dreidimensiona­ len anatomischen Objekten, auf Sichtflächen zur Diagnose, Therapie- oder Operationsplanung dargestellt. Um die Bildin­ formationen in ihrer Darstellung in irgendeiner Form beein­ flussen zu können, sind in der Regel an dem Visualisierungs­ rechner eines oder mehrere Eingabemittel, z. B. eine Tasta­ tur, ein Joystick, ein Trackball oder eine sogenannte Maus, angeschlossen. Mit der Maus sowie mit den anderen gleichwer­ tigen Eingabemitteln kann eine in eine angezeigte Bildinfor­ mation eingeblendete Marke relativ zu der Bildinformation be­ wegt und durch Betätigung eines Betätigungsmittels des Einga­ bemittels können aktiv Handlungen zur Beeinflussung der Dar­ stellung, wie das unter dem Begriff "Zoom" bekannte Vergrö­ ßern und Verkleinern der Bildinformation, eine Auswahl aus mehreren dargestellten Bildinformationen oder ein Blättern in verschiedenen Ansichten von Bildinformationen vorgenommen werden.
Als nachteilig erweist sich jedoch, daß die bekannten Einga­ bemittel in der Regel zweidimensional verstellbare, an einen bestimmten Bedienort gebundene Eingabemittel sind, mit deren Hilfe es oft schwierig ist, Bildinformationen, insbesondere dreidimensional visualisierte Bildinformationen, in einfacher Weise von einer in eine andere Ansicht zu überführen.
Die Drehung eines dreidimensional dargestellten Objektes mit einer Maus erfolgt z. B. derart, daß die auf der Sichtfläche dargestellte, mit der Maus gekoppelte Marke durch entspre­ chende Bewegungen der Maus auf einen Punkt des auf der Sicht­ fläche dargestellten zu drehenden Objektes positioniert wird. Bei gleichzeitiger Betätigung einer Taste der Maus wird die Maus senkrecht zu der Drehachse, um die das Objekt gedreht werden soll, bewegt, wodurch die Drehung des Objektes bewirkt wird. Diese Form des Einsatzes der Maus zur Drehung eines dreidimensional visualisierten Objektes wird als "virtueller Trackball" bezeichnet. Die Bedienung des virtuellen Track­ balls ist jedoch sehr gewöhnungsbedürftig für den Anwender. Darüber hinaus kann der Anwender bei komplexen dreidimensio­ nal dargestellten Objekten nach einigen Rotationsaktionen schnell den Überblick über die aktuelle Orientierung des Ob­ jektes verlieren.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Bedien­ einrichtung der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß sich die Handhabung der Bedieneinrichtung für einen Be­ nutzer intuitiv ergibt.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine Be­ dieneinrichtung zur Beeinflussung von auf einer Sichtfläche angezeigten medizinischen Bildinformationen mit einem beweg­ lichen Bedienelement und mit Mitteln zur quantitativen Be­ stimmung von Verstellbewegungen des Bedienelementes, wobei die Darstellung der auf der Sichtfläche angezeigten medizini­ schen Bildinformationen allein durch Bewegungen des Be­ dienelementes beeinflußbar ist. Die erfindungsgemäße Bedien­ einrichtung ist also dergestalt ausgeführt, daß die vorzugs­ weise Rechenmittel umfassenden Mittel zur quantitativen Be­ stimmung von Verstellbewegungen Bewegungen des Bedienelemen­ tes erfassen und in Steuersignale zur Beeinflussung der An­ zeige der Bildinformationen umsetzen, so daß ohne weitere Ak­ tivitäten eines das Bedienelement handhabenden Benutzers, d. h. beispielsweise ohne gleichzeitiges Betätigen eines Betäti­ gungsmittels der Bedieneinrichtung, allein durch Bewegungen des Bedienelementes in eine bestimmte Richtung und um einen bestimmten Verstellweg die Darstellung von auf der Sichtflä­ che angezeigten medizinischen Bildinformationen verändert werden kann. Beispielsweise kann allein durch eine Bewegung des Bedienelementes ein Blättern zwischen verschiedenen An­ sichten eines auf der Sichtfläche dargestellten Objektes oder durch Drehung des Bedienelementes eine entsprechende Drehung eines auf der Sichtfläche dargestellten Objektes bewerkstel­ ligt werden. Da also eine Bewegung des Bedienelementes eine der Bewegung entsprechende Beeinflussung der Darstellung ei­ ner auf einer Sichtfläche angezeigten medizinischen Bildin­ formation nach sich zieht, ergibt sich eine intuitive und so­ mit vereinfachte Handhabung der Bedieneinrichtung für einen Benutzer.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß das Bedienelement in sechs Freiheitsgraden frei be­ weglich ist. Infolge der freien Beweglichkeit des Bedienele­ mentes ergeben sich in vorteilhafter Weise keinerlei Ein­ schränkungen für die Handhabung des Bedienelementes. Beson­ ders vorteilhaft erweist sich die freie Beweglichkeit des Be­ dienelementes bei der Beeinflussung der Darstellung dreidi­ mensional visualisierter Objekte, da jede Bewegung des Be­ dienelementes eine entsprechende Bewegung des dreidimensional visualisierten Objektes nach sich zieht. Der Benutzer der Be­ dieneinrichtung kann demnach jegliche Bewegung des Objektes nachvollziehen, da stets ein unmittelbarer Bezug zwischen der Bewegung des Bedienelementes und der Bewegung des Objektes auf der Sichtfläche vorhanden ist.
Eine Variante der Erfindung sieht vor, daß das Bedienelement der Bedieneinrichtung Betätigungsmittel aufweist, wobei es die Betätigungsmittel auf vorteilhafte Weise erlauben, die Bedieneinrichtung in verschiedenen Betriebsmodi zu betreiben.
Nach Varianten der Erfindung weist das Bedienelement dabei wenigstens vier Betätigungsmittel auf. Das Betätigen eines ersten Betätigungsmittels versetzt die Bedieneinrichtung in einen Selektions-Modus, in dem eine in eine angezeigte Bil­ dinformation eingeblendete Marke relativ zu der Bildinforma­ tion bewegt und durch ein nochmaliges Betätigen des Betäti­ gungsmittels eine Auswahl getroffen werden kann. Die Betäti­ gung eines zweiten Betätigungsmittels versetzt die Bedienein­ richtung in einen zweiten Betriebsmodus, in dem allein durch Bewegungen des Bedienelementes die Größe einer auf der Sicht­ fläche angezeigten Bildinformation beeinflußt werden kann. Ein dritter Betriebsmodus der Bedieneinrichtung kann durch Betätigung eines dritten Betätigungsmittels aktiviert werden, in dem durch Bewegungen des Bedienelementes entsprechende Be­ wegungen der auf der Sichtfläche angezeigten medizinischen Bildinformationen bewirkt werden. Die Betätigung eines vier­ ten Betätigungsmittels versetzt die Bedieneinrichtung in ei­ nen vierten Betriebsmodus, in dem durch Bewegungen des Be­ dienelementes ein Blättern zwischen verschiedenen Ansichten von auf dem Sichtgerät darstellbaren Bildinformationen ermög­ licht wird.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist das Bedien­ element der Bedieneinrichtung ein Mikrophon auf, so daß zu­ sätzlich zu der durch Bewegungen des Bedienelementes gesteu­ erten Beeinflussung der Darstellung der medizinischen Bildin­ formationen eine Beeinflussung der dargestellten medizini­ schen Bildinformationen durch Sprachsteuerung möglich ist.
Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Bedien­ einrichtung Mittel aufweist, mit denen die Funktionsbelegung der Betätigungsmittel des Bedienelementes einstellbar ist. Die Funktionsbelegung der Betätigungsmittel kann demnach be­ nutzerspezifisch erfolgen.
Nach einer Variante der Erfindung werden durch eine Betäti­ gung eines Betätigungsmittels und/oder durch Besprechen des Mikrophons elektrische Signale erzeugt, welche über eine Sen­ deeinrichtung des Bedienelementes drahtlos zu einer an Mit­ teln zur Signalverarbeitung angeschlossenen Empfangseinrich­ tung der Bedieneinrichtung übertragbar sind. Auf diese Weise ergibt sich eine vereinfachte Handhabung des Bedienelementes, da kein störendes zwischen dem beweglichen Bedienelement und den relativ zu dem Bedienelement stationären Mitteln zur Si­ gnalverarbeitung verlaufendes Kabel, welches eine Stolperfal­ le darstellen kann, vorhanden ist.
Eine Variante der Erfindung sieht vor, daß die Mittel zur quantitativen Bestimmung der Verstellbewegung des Bedienele­ mentes die Koordinaten des Bedienelementes in einem Bezugsko­ ordinatensystem bestimmen und in Koordinaten eines in medizi­ nischen Bildinformationen einbeschreibbaren Bildkoordinaten­ systems transformieren, wobei die Mittel zur quantitativen Bestimmung der Verstellbewegung die in bezug auf das Bezugs­ koordinatensystem ermittelten Koordinaten und/oder die in be­ zug auf das Bildkoordinatensystem ermittelten Koordinaten ei­ ner Mittelwertfilterung unterziehen. Durch die Mittelwertfil­ terung lassen sich auf vorteilhafte Weise ungewollte, unruhi­ ge Bewegungen des Bedienelementes durch eine Bedienperson glätten, so daß sich durch kleine unregelmäßige Bewegungen keine sprunghaften Änderungen bei der Darstellung der medizi­ nischen Bildinformationen auf der Sichtfläche ergeben.
Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Mittel zur quantitativen Bestimmung der Verstellbewegung des Be­ dienelementes derart einstellbar sind, daß der Umfang der Verstellbewegung des Bedienelementes, welcher notwendig ist, um die Darstellung einer medizinischen Bildinformation zu be­ einflussen, vorgebbar ist. Auf diese Weise kann die Sensiti­ vität der Bedieneinrichtung, also der Umfang einer Verstell­ bewegung des Bedienelementes, auf die die Bedieneinrichtung zur Auslösung einer Aktion anspricht, ebenfalls benutzerspe­ zifisch eingestellt werden.
Weitere Ausführungsformen der Erfindung sehen vor, daß das Bedienelement als handgehaltenes Bedienelement ausgeführt ist und daß das Bedienelement flüssigkeitsdicht gekapselt ist, so daß das Bedienelement auch in Umgebungen einsetzbar ist, in denen nicht ausgeschlossen werden kann, daß das Bedienelement mit Flüssigkeiten, beispielsweise Körperflüssigkeiten, in Be­ rührung kommt. Durch die flüssigkeitsdichte Kapselung des Be­ dienelementes ist das Bedienelement abwaschbar und somit leicht zu reinigen. Des weiteren kann das Bedienelement auf­ grund der flüssigkeitsdichten Kapselung in einfacher Weise sterilisiert werden, um es in sterilen Umgebungen, beispiels­ weise in Operationssälen, einzusetzen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 in grob schematischer Darstellung einen medizinischen Arbeitsplatz aufweisend eine erfindungsgemäße Bedien­ einrichtung und
Fig. 2 einen drei orthogonale 2D-Ansichten und eine 3D- Ansicht eines Objektes umfassenden, auf einer Sicht­ fläche angezeigten Bildsatz.
Die in Fig. 1 gezeigte erfindungsgemäße Bedieneinrichtung weist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ein Be­ dienelement 1 und einen Systemrechner 2 umfassende Mittel zur quantitativen Bestimmung von Verstellbewegungen des Be­ dienelementes 1 auf. Die Bedieneinrichtung ist zur Beeinflus­ sung der Darstellung von medizinischen Bildinformationen vor­ gesehen, weshalb der Systemrechner 2 über eine Kommunikati­ onsleitung 3 mit einem Visualisierungsrechner 4 verbunden ist.
In einem nicht näher dargestellten Speicher des Visualisie­ rungsrechners 4 sind mit diagnostischen Gerätschaften ermit­ telte Bilddatensätze von dreidimensionalen anatomischen Ob­ jekten gespeichert, welche in verschiedenen Darstellungsfor­ men auf einer Sichtfläche, beispielsweise einer Projektions­ fläche oder auf einer Anzeigefläche eines Anzeigegerätes dar­ stellbar sind. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist zur Anzeige der Bildinformationen ein Monitor 5 an den Visualisierungsrechner 4 angeschlossen.
In Fig. 2 ist exemplarisch für das vorliegende Ausführungsbei­ spiel ein aus einem 3D-Bilddatensatz vom Kopf eines nicht dargestellten Patienten ermittelter, vier Teilbilder aufwei­ sender, auf dem Bildschirm des Monitors 5 angezeigter Bild­ satz B1 gezeigt. Bei den Teilbildern 6 bis 8 handelt es sich um in drei orthogonalen Ansichten visualisierte Schichtbilder vom Kopf des Patienten, wobei das Teilbild 6 eine 2D-Ansicht einer coronalen Bildschicht, das Teilbild 7 eine 2D-Ansicht einer sagittalen Bildschicht und das Teilbild 8 eine 2D- Ansicht einer transversalen Bildschicht zeigt. Bei dem Teil­ bild 9 handelt es sich um eine 3D-Ansicht eines Gewebeberei­ ches aus dem Kopf des Patienten. Mit B2 und B3 sind in Fig. 2 weitere im Visualisierungsrechner 4 vorliegende Bildsätze an­ gedeutet, welche in entsprechender Weise zu dem Bildsatz B1 weitere Ansichten vom Kopf des Patienten zeigen und auf dem Bildschirm des Monitors 5 darstellbar sind.
Die erfindungsgemäße Bedieneinrichtung ist derart ausgebil­ det, daß allein durch Bewegungen des Bedienelementes 1 eine Beeinflussung der auf dem Bildschirm des Monitors 5 darge­ stellten medizinischen Bildinformationen möglich ist. Das Be­ dienelement 1 ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbei­ spiels als handgehaltenes, in sechs Freiheitsgraden bewegli­ ches Bedienelement ausgeführt. Da das Bedienelement 1 bevor­ zugt zum Einsatz in Operationssälen vorgesehen ist, bei dem es bei Handhabungen durch einen Chirurgen oder andere Bedien­ personen mit Körperflüssigkeiten in Berührung kommen kann, ist es flüssigkeitsdicht gekapselt. Das Bedienelement 1 ist demnach abwaschbar und somit leicht zu reinigen. Außerdem kann das Bedienelement durch die flüssigkeitsdichte Kapselung in einfacher Weise sterilisiert werden, was eine Vorausset­ zung für den Einsatz in einer sterilen Umgebung ist.
Zur Beeinflussung der Darstellung von auf dem Bildschirm des Monitors 5 angezeigten Bildinformationen werden die Bewegun­ gen des Bedienelementes 1, im Falle des vorliegenden Ausfüh­ rungsbeispiels in einem Bezugskoordinatensystem BK, bestimmt. Die Bestimmung der Koordinaten des Bedienelementes 1 kann da­ bei mit an sich bekannten optischen, elektromagnetischen, auf der Messung von Infrarotlicht oder auf der Messung von Ultra­ schallsignalen basierenden Positionsbestimmungssystemen er­ folgen. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels er­ folgt die Ermittlung der Koordinaten des Bedienelementes 1 in dem Bezugskoordinatensystem BK mit Hilfe einer Ultraschallsi­ gnale aussendenden Sendeeinrichtung 10 des Bedienelementes 1 und dreier relativ zu dem Bedienelement 1 stationär angeord­ neter Ultraschallempfänger 11 bis 13. Die Ultraschallempfän­ ger 11 bis 13, deren Positionen im Bezugskoordinatensystem BK dem Systemrechner 2 bekannt sind, sind über eine Leitung 14 mit dem Systemrechner 2 verbunden, so daß der Systemrechner 2 durch Auswertung der von den Ultraschallempfängern 11 bis 13 empfangenen und an den Systemrechner 2 übermittelten Ultra­ schallsignale, beispielsweise durch Laufzeitmessungen oder Phasenmessungen, die jeweils aktuelle Position des Bedienele­ mentes 1, d. h. die aktuellen Koordinaten des Bedienelementes 1, bezüglich des Bezugskoordinatensystems BK in Echtzeit er­ mitteln kann. Die im Betrieb der Bedieneinrichtung praktisch kontinuierlich ermittelten Koordinaten des Bedienelementes 1 bezüglich des Bezugskoordinatensystems BK transformiert der Systemrechner 2 anschließend in Bildkoordinaten eines den an­ gezeigten Bildinformationen einbeschreibbaren Bildkoordina­ tensystems BIK. Diese bezüglich des Bildkoordinatensystems BIK ermittelten Koordinaten, welche die Bewegungen des Be­ dienelementes 1 beschreiben, unterzieht der Systemrechner 2 einer Mittelwertfilterung, um eine eventuell ungewollte unru­ hige Führung des Bedienelementes 1 durch eine Bedienperson, welche sich unvorteilhaft, beispielsweise durch eine sprung­ hafte Beeinflussung der Bildinformationen auswirken könnte, durch eine Glättung zu beseitigen. Anschließend überträgt der Systemrechner 2 die die Bewegung des Bedienelementes 1 cha­ rakterisierenden Bildkoordinaten an den Visualisierungsrech­ ner 4, welcher entsprechend den ermittelten Bildkoordinaten eine Veränderung der Darstellung der medizinischen Bildinfor­ mationen auf dem Monitor 5 vornimmt.
Zur gezielten Beeinflussung der auf dem Monitor 5 dargestell­ ten Bildinformationen weist das Bedienelement 1 sechs Betäti­ gungsmittel in Form von Tasten 15 bis 20 und ein Mikrophon 21 auf. Durch Betätigung einer der Tasten 15 bis 20 bzw. durch Besprechen des Mikrophons 21 werden in dem Bedienelement 1 elektrische Signale erzeugt, welche über eine signaltragende Wellen aussendende Sendeeinrichtung 22 an eine die signaltra­ genden Wellen empfangende Empfangseinrichtung 23 überträgt. Die Empfangseinrichtung 23 ist an den Systemrechner 2 ange­ schlossen, welcher die von der Empfangseinrichtung 23 empfan­ genen Signale auswertet. In Abhängigkeit von den noch zu er­ läuternden, mit den elektrischen Signalen an den Systemrech­ ner 2 übertragenen Informationen nimmt der Systemrechner 2 entsprechende Einstellungen vor bzw. übermittelt die Darstel­ lung der Bildinformationen beeinflussende Steuerbefehle an den Visualisierungsrechner 4.
Betätigt eine Bedienperson die Taste 15 des Bedienelementes 1, werden über die Sende- 22 und die Empfangseinrichtung 23 Informationen an den Systemrechner 2 der Bedieneinrichtung übermittelt, durch die die Bedieneinrichtung in einen ersten Betriebsmodus, dem sogenannten Selektions-Modus, versetzt wird, bei dem eine Marke in Form eines Cursors 24 in die auf dem Monitor 5 dargestellten medizinischen Bildinformationen eingeblendet wird. Durch Bewegungen des Bedienelementes 1 kann die Marke 24 relativ zu den Bildinformationen bewegt werden und durch nochmalige Betätigung der Taste 15 kann bei­ spielsweise eines der Teilbilder 6 bis 9 ausgewählt bzw. kön­ nen andere eventuell auf dem Bildschirm des Monitors 5 darge­ stellte Menüpunkte einer Bedienmaske angewählt und Einstel­ lungen geändert werden. Wird beispielsweise die Marke 24 durch Bewegung des Bedienelementes 1 auf das Teilbild 6 be­ wegt und die Taste 15 nochmals gedrückt, so ist das Teilbild 6 zur weiteren Bearbeitung ausgewählt.
Wird anschließend die Taste 16 betätigt, wird durch Übertra­ gung entsprechender Informationen von dem Bedienelement 1 zu dem Systemrechner 2 der sogenannte Zoom-Modus der Bedienein­ richtung aktiviert, in dem beispielsweise durch Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen des Bedienelementes 1 in y-Richtung des Bezugskoordinatensystems BK die Ansicht des Teilbildes 6 ver­ größert oder verkleinert werden kann.
Betätigt man dagegen die Taste 17 des Bedienelementes 1, so ist der sogenannte Objektrotations-Modus aktiviert, in dem durch Drehungen des Bedienelementes 1, beispielsweise um die y-Achse des Bezugskoordinatensystems BK, eine entsprechende Drehung des Teilbildes 6 bewirkt werden kann. Ist im Selekti­ ons-Modus das Teilbild 9 ausgewählt worden und anschließend der Objektrotations-Modus durch Betätigung der Taste 17 akti­ viert worden, so wird durch beliebige Drehungen des Be­ dienelementes 1 im Raum eine entsprechende Drehung des im Teilbild 9 dreidimensional visualisierten Objektes bewirkt.
Ein vierter Betriebsmodus, der sogenannte Schichtpositionie­ rungs-Modus, der Bedieneinrichtung läßt sich durch Betätigung der Taste 18 einstellen, in dem allein durch Bewegungen des Bedienelementes 1 in verschiedenen Ansichten von Bildinforma­ tionen geblättert werden kann. In Abhängigkeit von Bewegungen des Bedienelementes 1 in dem Bezugskoordinatensystem BK kann demnach in aus dem 3D-Bilddatensatz erzeugten, verschiedenen Bildsätzen B1 bis B3 zugeordneten Schichtbildern geblättert werden, wie dies in Fig. 2 mit den drei aus einem 3D- Bilddatensatz erzeugten, verschiedene Schichtbilder hinter­ einander liegender Körperschichten des Patienten aufweisende Bildsätzen B1 bis B3 angedeutet ist. So hat beispielsweise die horizontale Bewegung des Bedienelementes 1 in x-Richtung des Bezugskoordinatensystems BK ein Durchlaufen von 2D- Ansichten sagittaler Bildschichten, eine vertikale Bewegung des Bedienelementes 1 in z-Richtung des Bezugskoordinatensy­ stems BK ein Durchlaufen von 2D-Ansichten transversaler Bild­ schichten und eine Vorwärts-/Rückwärtsbewegung des Bedienele­ mentes 1 in y-Richtung des Bezugskoordinatensystems BK ein Durchlaufen coronaler Bildschichten zur Folge. Bei Diagonal­ bewegungen des Bedienelementes 1 werden gleichzeitig die transversalen, coronalen und sagittalen 2D-Ansichten von Bildschichten auf dem Monitor 5 aktualisiert und somit durch­ laufen.
Es wird also deutlich, daß in Abhängigkeit von der Betätigung einer der Tasten 15 bis 18 verschiedene Betriebsmodi der Be­ dieneinrichtung einstellbar sind, wobei insbesondere im Schichtpositionierungs-Modus, dem Zoom-Modus und dem Objek­ trotations-Modus allein durch Bewegungen des Bedienelementes 1 eine Beeinflussung der auf dem Monitor 5 dargestellten me­ dizinischen Bildinformationen erfolgt.
Bei einer Betätigung einer der Tasten 15 bis 18 erfolgt im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels automatisch ein sogenanntes Nullen des Bedienelementes 1, d. h. alle auf die Betätigung einer der Tasten 15 bis 18 folgenden Bewegungen werden von dem Systemrechner 2 relativ zu dem Ort ermittelt, an dem die Betätigung der entsprechenden Taste 15 bis 18 er­ folgte. Ein derartiges Nullen des Bedienelementes 1 kann je­ doch auch in jedem Betriebsmodus durch Betätigung der Taste 19 erreicht werden.
Außerdem kann die Funktionsbelegung der Tasten 15 bis 18 be­ nutzerspezifisch verändert werden. Hierzu ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels zunächst die Taste 20 des Bedienelementes 1 zu betätigen. Anschließend sind die Tasten 15 bis 18 hintereinander einmal zu betätigen, wobei nach der Reihenfolge der Betätigung der Tasten 15 bis 18 als erstes der Selektions-Modus, als zweites der Zoom-Modus, als drittes der Objektrotations-Modus und als viertes der Schichtpositio­ nierungs-Modus der entsprechenden Taste zugeordnet wird.
Das Mikrophon 21 ist an dem Bedienelement 1 zur Erhöhung des Bedienkomforts vorgesehen, so daß einfache Funktionen zur Be­ einflussung der Darstellung der medizinischen Bildinformatio­ nen auch sprachgesteuert erfolgen können. Die an den System­ rechner 2 mit Hilfe der Sende- 22 und Empfangseinrichtung 23 übertragenen Sprachsignale werden dabei in an sich bekannter Weise ausgewertet und in Steuersignale für den Systemrechner 2 und den Visualisierungsrechner 4 gewandelt.
Zur angenehmen Führung des Bedienelementes 1 kann zudem die Sensitivität der Bedieneinrichtung in bezug auf die Bewegung des Bedienelementes 1 und die damit verbundene Beeinflussung der Darstellung der auf dem Monitor 5 angezeigten medizini­ schen Bildinformationen eingestellt werden. Im Falle des Vor­ liegenden Ausführungsbeispiels kann mit Hilfe einer an den Systemrechner 2 angeschlossenen Tastatur 25 und eines an dem Systemrechner 2 angeschlossenen Monitors 26 ein Benutzer ein Einstellprogramm ausführen, mit dem für jeden Betriebsmodus der Bedieneinrichtung vorgebbar ist, welcher Umfang einer Verstellbewegung notwendig ist, um eine entsprechende Verän­ derung in der Bilddarstellung zu bewirken. Beispielsweise kann die Bedieneinrichtung derart eingestellt werden, daß im Selektions-Modus eine Bewegung des Bedienelementes 1 um 10 cm in eine der Raumrichtungen des Bezugskoordinatensystems BK eine Bewegung der Marke 24 von 5 cm in die entsprechende Richtung des den Bildinformationen einbeschriebenen Bildkoor­ dinatensystems BIK hervorruft, also das Verhältnis von Umfang der Bewegung des Bedienelementes 1 im Bezugskoordinatensystem BK zu Umfang der Bewegung der Marke 24 in dem Bildkoordina­ tensystem BIK 2 : 1 beträgt.
Im Schichtpositionierungs-Modus kann die Einstellung bei­ spielsweise derart erfolgen, daß eine Bewegung des Bedienele­ mentes 1 von 5 cm in eine der drei Raumrichtungen des Bezugs­ koordinatensystems BK zum Blättern in verschiedenen Ansichten von Schichtbildern, d. h. zum Wechseln von einer Ansicht ei­ nes Schichtbildes in eine andere Ansicht eines Schichtbildes erforderlich ist.
In vergleichbarer Weise lassen sich auch die Sensitivität für den Zoom-Modus sowie für den Objektrotations-Modus einstel­ len, wobei es für den Objektrotations-Modus sinnvoll er­ scheint, das Verhältnis von Bewegung des Bedienelementes 1 im Bezugskoordinatensystem BK zu entsprechender Bewegung des Ob­ jektes in dem Bildkoordinatensystem BIK 1 : 1 zu wählen, damit der Benutzer bei Drehungen des dreidimensional auf dem Moni­ tor 5 dargestellten Objektes nicht die Orientierung verliert.
Die vorstehend beschriebene Ausführungsform der erfindungsge­ mäßen Bedieneinrichtung ist exemplarisch zu verstehen und kann im Rahmen der Erfindung auch anders ausgeführt werden.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels erfolgt bei­ spielsweise die quantitative Bestimmung der Verstellbewegung des Bedienelementes 1 mit Hilfe von Ultraschallsignalen. Die quantitative Bestimmung der Verstellbewegung kann jedoch auch mit Hilfe optischer, elektromagnetischer oder auf die Messung von Infrarotlicht basierender Positionserfassungssysteme er­ folgen. Des weiteren kann die quantitative Bestimmung der Verstellbewegung des Bedienelementes 1 mit Hilfe an sich be­ kannter Trägheitsnavigationssysteme, z. B. Beschleunigungs­ aufnehmer oder Gyroskope, erfolgen.
Des weiteren muß das Bedienelement 1 nicht notwendigerweise Betätigungsmittel und ein Mikrophon aufweisen. Weist das Be­ dienelement 1 beispielsweise nur ein Mikrophon auf, so kann auch sprachgesteuert eine Umschaltung in die einzelnen Be­ triebsmodi der Bedieneinrichtung erfolgen.
Darüber hinaus können weitere Betriebsmodi für die Bedienein­ richtung vorgesehen werden.
Die Trennung zwischen dem Systemrechner 2 und dem Visualisie­ rungsrechner 4 ist im übrigen nicht unbedingt notwendig. Vielmehr kann der Visualisierungsrechner 4, bei entsprechen­ der Rechenleistung, auch alle Funktionen des Systemrechners 2 übernehmen, so daß nur ein Rechner vorhanden ist.

Claims (14)

1. Bedieneinrichtung zur Beeinflussung von auf einer Sicht­ fläche (5) angezeigten medizinischen Bildinformationen (6 bis 9) mit einem beweglichen Bedienelement (1) und mit Mitteln (2, 10 bis 13) zur quantitativen Bestimmung von Verstellbewe­ gungen des Bedienelementes (1), wobei die Darstellung der auf der Sichtfläche (5) angezeigten Bildinformationen (6 bis 9) allein durch Bewegungen des Bedienelementes (1) beeinflußbar ist.
2. Bedieneinrichtung nach Anspruch 1, bei der das Bedienele­ ment (1) in sechs Freiheitsgraden beweglich ist.
3. Bedieneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Be­ dienelement (1) Betätigungsmittel (15 bis 20) aufweist.
4. Bedieneinrichtung nach Anspruch 3, bei der durch eine Be­ tätigung eines ersten Betätigungsmittels (15) eine Auswahl getroffen werden kann.
5. Bedieneinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, bei der nach ei­ ner Betätigung eines zweiten Betätigungsmittels (16) durch eine Bewegung des Bedienelementes (1) die Größe einer ange­ zeigten Bildinformation (6 bis 9) beeinflußbar ist.
6. Bedieneinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei der nach einer Betätigung eines dritten Betätigungsmittels (17) durch eine Bewegung des Bedienelementes (1) eine Drehung der angezeigten Bildinformationen (6 bis 9) möglich ist.
7. Bedieneinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, bei der nach einer Betätigung eines vierten Betätigungsmittels (18) durch eine Bewegung des Bedienelementes (1) verschiedene Ansichten einer Bildinformation (6 bis 9) zur Darstellung ge­ bracht werden können.
8. Bedieneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der das Bedienelement (1) ein Mikrophon (21) aufweist.
9. Bedieneinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, welche Mittel (19) aufweist, mit denen die Funktionsbelegung der Be­ tätigungsmittel (15 bis 18) des Bedienelementes (1) einstell­ bar ist.
10. Bedieneinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, bei der durch eine Betätigung eines Betätigungsmittels (15 bis 20) und/oder durch Besprechen des Mikrophons (21) elektrische Signale erzeugt werden, welche über eine Sendeeinrichtung (22) des Bedienelementes (1) drahtlos zu einer an Mitteln (2) zur Signalverarbeitung angeschlossenen Empfangseinrichtung (23) der Bedieneinrichtung übertragbar sind.
11. Bedieneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der die Mittel (2, 10 bis 13) zur quantitativen Bestimmung der Verstellbewegung des Bedienelementes (1) die Koordinaten des Bedienelementes (1) in einem Bezugskoordinatensystem (BK) bestimmen und in Koordinaten eines den medizinischen Bildin­ formationen einbeschreibbaren Bildkoordinatensystems (BIK) transformieren, wobei die Mittel (2, 10 bis 13) zur quantita­ tiven Bestimmung der Verstellbewegung die in bezug auf das Bezugskoordinatensystem (BK) ermittelten Koordinaten und/oder die in bezug auf das Bildkoordinatensystem (BIK) ermittelten Koordinaten einer Mittelwertfilterung unterziehen.
12. Bedieneinrichtung nach Anspruch 11, bei der die Mittel (2, 10 bis 13) zur quantitativen Bestimmung der Verstellbewe­ gung des Bedienelementes (1) derart einstellbar sind, daß der Umfang der Verstellbewegung des Bedienelementes (1), welcher notwendig ist, um die Darstellung einer medizinischen Bildin­ formation (6 bis 9) zu beeinflussen, vorgebbar ist.
13. Bedieneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei der das Bedienelement als handgehaltenes Bedienelement (1) ausgeführt ist.
14. Bedieneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei der das Bedienelement (1) flüssigkeitsdicht gekapselt ist.
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