DE102016213050A1

DE102016213050A1 - Motion control of an X-ray machine

Info

Publication number: DE102016213050A1
Application number: DE102016213050.1A
Authority: DE
Inventors: Alexander Gemmel; Gerhard Kleinszig; Wei Wei; Markus Weiten
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2016-07-18
Filing date: 2016-07-18
Publication date: 2018-01-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bewegungssteuerung eines Röntgengerätes (2). Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine medizinische Vorrichtung (1) mit einem Röntgengerät (2) sowie ein Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens. Um eine verbesserte Bewegungssteuerung für ein Röntgengerät (2) bereitzustellen, wird ein Verfahren mit folgenden Schritten vorgeschlagen: eine Lageänderung (30) eines Zeigeelements (16) wird erfasst, diese Lageänderung (30) des Zeigeelements (16) wird als Geste erkannt, anhand der erkannten Geste wird eine Bewegung (25, 34, ...) des Röntgengerätes (2) gesteuert. The invention relates to a method for controlling the movement of an X-ray machine (2). Moreover, the invention relates to a medical device (1) with an X-ray device (2) and to a computer program for carrying out the method. In order to provide an improved motion control for an X-ray machine (2), a method is proposed with the following steps: a change in position (30) of a pointing element (16) is detected, this change in position (30) of the pointing element (16) is recognized as a gesture on the basis of detected gesture, a movement (25, 34, ...) of the X-ray machine (2) is controlled.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bewegungssteuerung eines Röntgengerätes. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine medizinische Vorrichtung mit einem Röntgengerät sowie ein Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens. The invention relates to a method for controlling the movement of an X-ray machine. In addition, the invention relates to a medical device with an X-ray device and a computer program for carrying out the method.

In der Medizin werden zur Diagnostik und Therapie oftmals Röntgenprojektionsbilder von bestimmten Bereichen des Körpers, also einer ausgewählten Körperregion, eines Patienten angefertigt. Dabei soll eine Röntgenaufnahme nicht nur den ausgewählten Bereich zeigen, sondern diesen unter einem bestimmten Blickwinkel, also aus einer bestimmten bzw. gewünschten Richtung, darstellen, damit die Körperregion in gewünschter Art und Weise erscheint. Um dies zu erreichen, muss das Röntgengerät korrekt positioniert werden und zwar so, dass der Zentralstrahl des Röntgengeräts aus einer gewünschten Richtung und an einer gewünschten Position auf den Patienten trifft. In medicine X-ray projection images of certain areas of the body, ie a selected body region, of a patient are often made for diagnosis and therapy. In this case, an X-ray should not only show the selected area, but this under a certain angle, so from a specific or desired direction, represent, so that the body region appears in the desired manner. To achieve this, the X-ray machine must be positioned correctly, such that the central beam of the X-ray machine hits the patient from a desired direction and at a desired position.

Um die Positionierung des Röntgengerätes zu vereinfachen und um vor der eigentlichen Untersuchung unnötige Röntgenaufnahmen zur Positionierung des Röntgengeräts zu vermeiden, wird in US 9,039,283 ein Verfahren beschrieben, bei dem die gewünschte Lage des Zentralstrahls, mit der das Röntgenprojektionsbild einer ausgewählten Körperregion eines Patienten erzeugt wird, zunächst mit einem eine Zeigegerade anzeigenden Zeigeelement angezeigt und die Lage der Zeigegeraden anschließend von einer Erfassungseinheit erfasst wird. Eine Steuer- und Auswerteeinheit ermittelt aus der gegenwärtigen Lage des Zentralstrahls und der Lage der Zeigegeraden, also der gewünschten Lage des Zentralstrahls, ein Maß für die Abweichung und stellt dieses zum Einstellen der gewünschten Lage des Zentralstahls bzw. der gewünschten Position und Orientierung des Röntgengeräts bereit. In order to simplify the positioning of the X-ray apparatus and to avoid unnecessary X-ray images for the positioning of the X-ray apparatus before the actual examination, US 9,039,283 a method is described in which the desired position of the central ray, with which the X-ray projection image of a selected body region of a patient is generated, first displayed with a pointer pointing a pointer pointing element and the position of the pointer serene is then detected by a detection unit. A control and evaluation determined from the current position of the central beam and the position of the Zeigegeraden, so the desired position of the central beam, a measure of the deviation and provides this for setting the desired position of the central steel or the desired position and orientation of the X-ray device ,

Gemäß diesem Verfahren wird in einem ersten Schritt ein Zeigeelement, welches die Lage einer Zeigegeraden anzeigt, derart in Relativposition zum Patienten gebracht, dass die Lage der Zeigegeraden mit der gewünschten Lage des Zentralstrahls zusammenfällt. Mit anderen Worten wird durch die Lage des Zeigeelements bzw. der Zeigegeraden der gewünschte Eintrittspunkt des Zentralstrahls in den Patienten sowie die gewünschte Richtung des Zentralstrahls vorgegeben. Das Zeigeelement kann hierbei frei wählbar an jeder beliebigen Stelle und in beliebigem Abstand, z.B. auch direkt am Patienten aufgesetzt, in Bezug zum Patienten platziert werden, was eine flexible Festlegung der gewünschten Lage des Zentralstrahls ermöglicht. According to this method, in a first step, a pointing element, which indicates the position of a pointing sergeant, is brought into relative position to the patient such that the position of the pointing serges coincides with the desired position of the central ray. In other words, the desired entry point of the central ray into the patient as well as the desired direction of the central ray are predetermined by the position of the pointing element or the pointing axes. The pointing element can here freely selectable at any point and at any distance, e.g. placed directly on the patient, placed in relation to the patient, which allows a flexible determination of the desired position of the central beam.

In einem zweiten Schritt werden die Lage der Zeigegeraden und die Lage des am Röntgengerät aktuell eingestellten Zentralstrahls mit Hilfe einer Erfassungseinheit erfasst. Mit anderen Worten werden die gegenwärtige Position und Orientierung des Zentralstrahls und somit auch des Röntgengeräts sowie der durch die Zeigegerade festgelegte gewünschte Eintrittspunkt und die Zeigerichtung erfasst. In a second step, the position of the pointer rectifiers and the position of the central beam currently set on the x-ray device are detected with the aid of a detection unit. In other words, the current position and orientation of the central beam and thus also of the X-ray apparatus as well as the desired entry point and the pointing direction determined by the pointer straight line are detected.

In einem letzten Schritt wird ein Maß für die Abweichung zwischen der Lage der Zeigegeraden und der aktuell eingestellten Lage des Zentralstrahls ermittelt. Hierfür ist z.B. eine Steuer- und Auswerteeinheit mit geeigneter implementierter Software vorhanden, die aus der von der Erfassungseinheit erfassten Lage der Zeigegeraden und der Lage des aktuell eingestellten Zentralstrahls eine Lagedifferenz ermittelt und zur Weiterverarbeitung bereitstellt. Mit anderen Worten berechnet die Steuer- und Auswerteeinheit einen räumlichen Differenzwert zwischen aktuell eingestelltem und gewünschtem Zentralstrahl und gibt diesen in Form einer Lagebeziehung und/oder geeigneter Koordinaten aus. In a last step, a measure of the deviation between the position of the pointer straight line and the currently set position of the central beam is determined. For this purpose, e.g. a control and evaluation unit with suitable implemented software exists, which determines from the detected by the detection unit position of the pointer and the position of the currently set central beam a position difference and provides for further processing. In other words, the control and evaluation unit calculates a spatial difference value between the currently set and the desired central beam and outputs this in the form of a positional relationship and / or suitable coordinates.

Das Maß für die Abweichung kann anschließend zum Einstellen der gewünschten Lage des Zentralstrahls herangezogen. Mit anderen Worten kann das Röntgengerät anhand der Lagedifferenz so positioniert werden, dass Position und Orientierung des Zentralstrahls mit der Lage der Zeigegeraden zusammenfällt und keine Abweichung zwischen beiden mehr existiert. The measure of the deviation can then be used to set the desired position of the central beam. In other words, the X-ray apparatus can be positioned on the basis of the position difference so that the position and orientation of the central beam coincides with the position of the pointing sergeants and there is no longer any deviation between the two.

Durch dieses Verfahren wird erreicht, dass das Röntgengerät korrekt an der gewünschten Position in einer gewünschten Orientierung platziert werden kann, ohne dass vorhergehende Röntgenprojektionsbilder zum Einstellen der gewünschten Lage des Zentralstrahls aufgenommen werden müssen. Dadurch wird die Strahlenbelastung für den Patienten und das medizinische Personal reduziert und der erforderliche Zeitaufwand gesenkt. Das Anzeigen der gewünschten Lage des Zentralstrahls durch das Zeigeelement vereinfacht zudem Anweisungen und die nötige Kommunikation zwischen Chirurg und medizinischem Fachpersonal bei der Positionierung des Röntgengeräts, sodass eine problemlose und benutzerfreundliche Positionierung des Röntgengerätes ermöglicht wird. By this method it is achieved that the X-ray machine can be placed correctly at the desired position in a desired orientation, without having to take previous X-ray projection images for setting the desired position of the central beam. As a result, the radiation exposure for the patient and the medical staff is reduced and the time required is reduced. Displaying the desired location of the central beam through the pointing element also simplifies instructions and necessary communication between the surgeon and healthcare professionals in positioning the x-ray device, thus allowing easy and user-friendly positioning of the x-ray device.

Die zur Ausführung dieses Verfahrens in US 9,039,283 beschriebene medizinische Vorrichtung sieht vor, dass das Zeigeelement in Form eines Stifts ausgebildet sein kann, so dass die Zeigegerade mit einer Längsachse des Stifts zusammenfällt. Vorzugsweise sind an dem Zeigeelement optische Marker angebracht, die von Videokameras als Erfassungseinheit detektiert werden können. Daraus lässt sich dann die Lage des Zeigeelements bestimmen. To carry out this procedure in US 9,039,283 described medical device provides that the pointing element may be formed in the form of a pin, so that the Zeigegerade coincides with a longitudinal axis of the pin. Preferably, optical markers are mounted on the pointing element, which can be detected by video cameras as a detection unit. From this, the position of the pointing element can then be determined.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Bewegungssteuerung für ein Röntgengerät bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 bzw. durch eine medizinische Vorrichtung nach Anspruch 5 bzw. durch ein Computerprogramm nach Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. The object of the present invention is to provide an improved motion control for an X-ray machine. This object is achieved by a method according to claim 1 or by a medical device according to claim 5 or by a computer program according to claim 9. Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.

Die im Folgenden im Zusammenhang mit dem Verfahren erläuterten Vorteile und Ausgestaltungen gelten sinngemäß auch für die erfindungsgemäße Vorrichtung und das Computerprogramm und umgekehrt. The advantages and embodiments explained below in connection with the method also apply mutatis mutandis to the device according to the invention and the computer program and vice versa.

Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft die Bewegungssteuerung eines Röntgengerätes und umfasst die folgenden Schritte: eine Lageänderung eines Zeigeelements wird erfasst, diese Lageänderung des Zeigeelements wird als Geste erkannt, anhand der erkannten Geste wird eine Bewegung des Röntgengerätes gesteuert. Bei dem Röntgengerät handelt es sich vorzugsweise um ein Röntgengerät, das zur Erzeugung eines Röntgenbildes einer Körperregion eines Patienten ausgebildet ist, insbesondere mittels Röntgenprojektionsbildern. Unter einer Lageänderung wird eine Änderung von Position und/oder Orientierung des Zeigeelements gegenüber einer Ausgangslage verstanden. The inventive method relates to the motion control of an X-ray device and comprises the following steps: a change in position of a pointing element is detected, this change in position of the pointing element is detected as a gesture, based on the detected gesture, a movement of the X-ray device is controlled. The x-ray device is preferably an x-ray device that is designed to generate an x-ray image of a body region of a patient, in particular by means of x-ray projection images. A change in position means a change of position and / or orientation of the pointing element in relation to a starting position.

Die erfindungsgemäße medizinische Vorrichtung umfasst ein Röntgengerät, ein Zeigeelement, eine Erfassungseinheit zur Erfassung der Lageänderung des Zeigeelements und eine Steuer- und Auswerteeinheit zur Erkennung der Lageänderung als Geste und zur Steuerung einer Bewegung des Röntgengerätes anhand der erkannten Geste. The medical device according to the invention comprises an X-ray device, a pointing element, a detection unit for detecting the change in position of the pointing element and a control and evaluation unit for detecting the change in position as a gesture and for controlling a movement of the X-ray device on the basis of the detected gesture.

Eine Kernidee der Erfindung ist es, das aus US 9,039,283 bekannte Zeigeelement nicht nur zum Einstellen des Zentralstrahls des Röntgengerätes einzusetzen, sondern zum Ausführen bzw. Zeigen einer Geste zu verwenden und damit als weiterentwickeltes Eingabemittel für die Steuer- und Auswerteeinheit. Anders ausgedrückt wird die Funktionalität des Zeigeelements um die Steuerung der Bewegung des Röntgengeräts durch das Zeigen definierter Gesten erweitert. Anstelle der sonst üblichen Steuerungen über Hand- oder Armgesten wird also die Verwendung eines Hilfsmittels vorgeschlagen, bei dem es sich vorzugsweise um ein Zeigeelement handelt, wie es bereits aus US 9,039,283 bekannt ist. An essential idea of the invention is that US 9,039,283 not only use known pointing element for adjusting the central beam of the X-ray device, but to use to execute or show a gesture and thus as a further developed input means for the control and evaluation. In other words, the functionality of the pointing element is extended to control the movement of the x-ray device by showing defined gestures. Instead of the usual controls over hand or arm gestures so the use of an aid is proposed, which is preferably a pointing element, as it already out US 9,039,283 is known.

Es ist besonders vorteilhaft für eine verbesserte Steuerung des Röntgengerätes, wenn die erfindungsgemäße Verwendung des Zeigeelements mit der in US 9,039,283 beschriebenen Verwendung zur Einstellung des Zentralstrahls kombiniert wird. Eine solche Kombination ist besonders deshalb von Vorteil, weil der Benutzer, insbesondere ein Chirurg, der ohnehin bereits an die Verwendung von Instrumenten als die natürliche Arbeitsweise gewöhnt ist, das Zeigeelement bereits zur Einstellung des Zentralstrahls in der Hand hält und unmittelbar im Anschluss daran die erfindungsgemäße Bewegungssteuerung vornehmen kann bzw. unmittelbar im Anschluss an die Bewegungssteuerung eine Einstellung des Zentralstrahls vornehmen kann. Eine solche kombinierte Verwendung ist jedoch nicht zwingend notwendig. Auch eine Verwendung allein zur Bewegungssteuerung im erfindungsgemäßen Sinn ist denkbar. It is particularly advantageous for an improved control of the X-ray apparatus if the inventive use of the pointing element with the in US 9,039,283 used for adjusting the central beam is combined. Such a combination is particularly advantageous because the user, in particular a surgeon, who is already used to the use of instruments as the natural way of working already holds the pointing element already to adjust the central beam in his hand and immediately thereafter the inventive Can make motion control or directly after the motion control can make an adjustment of the central beam. However, such a combined use is not mandatory. A use solely for motion control in the sense of the invention is conceivable.

Im einfachsten Fall kann das aus US 9,039,283 bekannte Zeigeelement, insbesondere in der Ausführung mit optischen Markern, für die Realisierung der vorliegenden Erfindung ebenso verwendet werden, wie das dort beschriebene Erfassungssystem, insbesondere wenn das Erfassungssystem Kameras zur Erfassung der Lage des Zeigeelements anhand der Marker umfasst. In the simplest case that can be US 9,039,283 known pointing elements, in particular in the embodiment with optical markers, are used for the realization of the present invention as well as the detection system described therein, in particular if the detection system comprises cameras for detecting the position of the pointing element by means of the markers.

Im Unterschied zu der dort beschriebenen Technik, bei der eine Erfassung und Auswertung der Lage (d.h. der Position und der Orientierung) des Zeigeelements vorgenommen wird, also eine eher statische Betrachtung der Situation erfolgt und die hieraus erhaltenen Steuerinformationen folgerichtig auf die Ausrichtung des Zentralstrahls beschränkt sind, wird mit der vorliegenden Erfindung die Erfassung und Auswertung einer Lageänderung vorgeschlagen. Es erfolgt also eine eher dynamische Betrachtung der Situation, bei der es dem Benutzer mit Hilfe des Zeigeelements möglich ist, Gesten anzuzeigen. Eine Lageänderung bzw. Bewegung des Zeigeelements wird, beispielsweise unter Verwendung statistischer Verfahren und durch Vergleichen mit Referenzmustern, als vordefinierte Geste erkannt. Die hieraus erhaltenen Informationen werden als Steuersignale oder zur Erzeugung von Steuersignalen für eine Steuerung des Röntgengerätes verwendet, insbesondere und vorzugsweise für eine Bewegungssteuerung des Röntgengerätes. Darunter wird, vorzugsweise ausschließlich, die Steuerung der motorischen Antriebe des Röntgengerätes verstanden, die für die Bewegung des Röntgengerätes und/oder die Bewegung von Röntgengeräteteilen verwendet werden. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird demnach die Bewegung des Röntgengerätes gesteuert, indem ein der Geste zugeordnetes Steuersignal an einen motorischen Antrieb des Röntgengeräts ausgegeben wird. In contrast to the technique described there, in which a detection and evaluation of the position (ie, the position and the orientation) of the pointing element is made, so a rather static view of the situation takes place and the control information obtained therefrom are logically limited to the orientation of the central beam , the detection and evaluation of a change in position is proposed with the present invention. Thus, there is a rather dynamic consideration of the situation where the user is able to display gestures using the pointing element. A change in position or movement of the pointing element is recognized as a predefined gesture, for example using statistical methods and by comparison with reference patterns. The information obtained from this is used as control signals or for generating control signals for a control of the X-ray apparatus, in particular and preferably for a movement control of the X-ray apparatus. This is understood to mean, preferably exclusively, the control of the motor drives of the x-ray device which are used for the movement of the x-ray device and / or the movement of x-ray device parts. In a preferred embodiment of the method according to the invention, therefore, the movement of the X-ray device is controlled by outputting a control signal associated with the gesture to a motor drive of the X-ray device.

Die mit Hilfe von erfindungsgemäß erzeugten Steuersignalen durchgeführte Bewegungssteuerung des Röntgengerätes umfasst insbesondere die Steuerung von Verfahrbewegungen des Röntgengerätes. Handelt es sich bei dem Röntgengerät um ein C-Bogen-Röntgengerät, dann betrifft diese Bewegungssteuerung insbesondere die motorisch angetriebene Bewegung des C-Bogens in der C-Bogen-Halterung, also die Änderung des Angulations- und/oder Orbitalwinkels, sowie das vertikale Verfahren des C-Bogens durch motorisch angetriebenes Anheben bzw. Absenken der Hubsäule bzw. das horizontale Verfahren des mit motorisch angetriebenen Rädern versehenen Gerätewagens. Ganz besonders vorteilhaft einsetzbar ist die vorliegende Erfindung also bei vollständig motorisierten Röntgengeräten. Mit Hilfe der Erfindung kann ein solches Röntgengerät auf besonders einfache Weise bewegt und im Bezug auf den Patienten geeignet positioniert werden. The movement control of the X-ray apparatus carried out with the aid of control signals generated according to the invention comprises, in particular, the control of movements of the X-ray apparatus. If the X-ray machine is a C-arm X-ray unit, then this movement control particularly relates to the motor-driven movement of the C-arm in the C-arm X-ray machine. Holder, so the change of angulation and / or orbital angle, as well as the vertical movement of the C-arm by motor-driven raising or lowering of the lifting column or the horizontal method of motor-driven wheels provided equipment cart. The present invention can thus be used particularly advantageously in fully motorized X-ray machines. With the aid of the invention, such an X-ray device can be moved in a particularly simple manner and can be suitably positioned with respect to the patient.

Unter einer Geste wird dabei nicht nur ein bestimmter Bewegungsablauf, mit anderen Worten eine einer bestimmten Bewegungsbahn folgende Lageänderung des Zeigeelements im Sinne eines Orts- und/oder Positionswechsels, verstanden. Vorzugsweise umfasst eine Geste im Sinne der Erfindung darüber hinaus auch die Art und Weise der Ausführung der Bewegung, beispielsweise die Geschwindigkeit (schnell/langsam), mit der eine bestimmte Lageänderung vorgenommen, die Bewegungsbahn durchlaufen wird, bzw. der Geschwindigkeitsverlauf (beschleunigen/verzögern). Bei dem Erfassen einer Lageänderung bzw. dem Erkennen einer Geste werden vorzugsweise beide Aspekte berücksichtigt, so dass auch bei der Bewegungssteuerung des Röntgengerätes auf der Grundlage der erkannten Geste beide Aspekte eine Rolle spielen können. In this case, a gesture is understood to mean not only a specific movement sequence, in other words a change in position of the pointing element following a certain movement path in the sense of a change of location and / or position. In addition, a gesture within the meaning of the invention also includes the manner in which the movement is carried out, for example the speed (fast / slow) with which a certain change of position is made, the trajectory is traversed, or the course of the speed (accelerating / decelerating). , When detecting a change in position or the recognition of a gesture, both aspects are preferably taken into account, so that both aspects can also play a role in the movement control of the x-ray apparatus on the basis of the detected gesture.

Da das Erfassen und Erkennen der Gesten berührungslos erfolgt, wird mit der Erfindung zugleich ein hinsichtlich der Bewegungssteuerung berührungslos gesteuertes medizinisches Röntgengerät bereitgestellt. Berührt wird lediglich das Zeigeelement der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Dieses ist jedoch problemlos steril bereitstellbar und kann von dem Benutzer, beispielsweise einem Chirurgen, ohne weiteres auch im Operationsraum unter sterilen Bedingungen verwendet werden. Die Erfindung stellt somit auch eine einfache und preiswerte Möglichkeit einer sterilen Bedienung eines Röntgengerätes zur Verfügung. Since the detection and recognition of the gestures takes place without contact, the invention simultaneously provides a medical X-ray device which is controlled without contact with regard to the movement control. Only the pointing element of the device according to the invention is touched. However, this is easily sterile available and can be used by the user, for example, a surgeon, easily in the operating room under sterile conditions. The invention thus also provides a simple and inexpensive possibility of sterile operation of an X-ray device.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Zeigeelement vor der Erfassung der Lageänderung in eine Relativposition zu dem Patienten gebracht. Das bedeutet, dass das Zeigeelement vorzugsweise nicht nur als eine an einem beliebigen Ort benutzbare „Fernbedienung“ für die Bewegungssteuerung des Röntgengerätes verwendet wird, sondern als ein am Patienten, insbesondere in unmittelbarer Nähe zu dem Patienten, benutzbares Hilfsmittel. Durch die Nähe zu dem Patienten ist es dem Benutzer, beispielsweise dem Chirurgen, vergleichsweise einfach möglich, ein korrekte Bewegungssteuerung des Röntgengerätes in Bezug auf den Patienten vorzunehmen, insbesondere in solchen Anwendungsfällen, in denen die mit Hilfe des Zeigeelements gezeigte Geste Richtungsinformationen umfasst, beispielsweise solche, die sich auf die Lage des Röntgengerätes und/oder die Lage des Patienten beziehen. In a preferred embodiment of the invention, the pointing element is brought into a relative position to the patient before the detection of the change in position. This means that the pointing element is preferably used not only as a "remote control" usable at any location for the movement control of the X-ray machine, but as a usable on the patient, especially in close proximity to the patient. The proximity to the patient makes it comparatively easy for the user, for example the surgeon, to carry out a correct movement control of the X-ray apparatus with respect to the patient, in particular in those applications in which the gesture shown by means of the pointing element comprises direction information, for example such that relate to the location of the x-ray device and / or the position of the patient.

Es hat sich in diesem Zusammenhang als ganz besonders vorteilhaft für eine intuitive Erfassung der Lage des Zeigeelements durch den Benutzer sowie eine intuitive Steuerung der Bewegung des Röntgengeräts erwiesen, wenn das Zeigeelement vor der Erfassung der Lageänderung auf den Patienten aufgesetzt wird. Das Aufsetzen erfolgt dabei vorzugsweise auf denjenigen Körperbereich des Patienten, von dem die Röntgenaufnahmen erzeugt werden sollen. It has proved to be particularly advantageous in this context for an intuitive detection of the position of the pointing element by the user as well as an intuitive control of the movement of the X-ray device, when the pointing element is placed on the patient before detecting the change in position. The placement is preferably carried out on those body region of the patient from whom the X-rays are to be generated.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der medizinischen Vorrichtung ist das Zeigeelement in Form eines Stifts ausgebildet, so dass die zum Einstellen des Zentralstrahls verwendete Zeigegerade mit einer Längsachse des Stifts zusammenfällt. Die Stiftform ist auch deswegen besonders vorteilhaft, weil hierdurch das Zeigeelement besonders sicher von der Hand des Benutzers gehalten werden kann und das Zeigen von Gesten auf diese Weise besonders einfach und intuitiv ausgeführt werden kann. Bei Verwendung eines Zeigeelements in Form eines Stifts erfolgt das Aufsetzen auf den Patienten vorzugsweise mit dem unteren Ende des Stiftes, das zu diesem Zweck vorteilhafterweise mit einer Spitze zum besonders präzisen und sicheren Aufsetzen versehen ist. In a preferred embodiment of the medical device, the pointing element is in the form of a pin, so that the pointer line used to adjust the central beam coincides with a longitudinal axis of the pin. The pen shape is also particularly advantageous because it allows the pointing element to be held in a particularly secure manner by the user's hand, and the display of gestures in this way can be carried out particularly simply and intuitively. When using a pointing element in the form of a pin, the placement on the patient is preferably carried out with the lower end of the pin, which is advantageously provided for this purpose with a tip for a particularly precise and secure placement.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird demnach das Zeigeelement mit der Hand gehalten und bewegt. Dadurch ist eine sehr einfache Platzierung des Zeigeelements möglich, die keinen zusätzlichen gerätetechnischen Aufwand oder aufwendige Positionierung des Zeigeelements selbst erfordert. In a preferred embodiment of the invention, therefore, the pointing element is held and moved by hand. As a result, a very simple placement of the pointing element is possible, which requires no additional device-technical effort or complicated positioning of the pointing element itself.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung werden für eine schnelle und zuverlässige Erfassung von Lage und Lageänderung des Zeigeelements am Zeigeelement angeordnete Marker verwendet. Bei Verwendung eines Zeigeelements in Form eines Stifts sind die Marker vorteilhafterweise an dem der Spitze gegenüberliegenden oberen Ende des Zeigeelements angeordnet, weil in diesem Fall die Wahrscheinlichkeit am größten ist, dass dieses Ende bei einem Halten des Zeigeelements mit der Hand von allen Seiten frei sichtbar und nicht von der Hand verdeckt ist. In a further preferred embodiment, markers arranged on the pointing element are used for a quick and reliable detection of position and position change of the pointing element. When using a pointing element in the form of a pen, the markers are advantageously located at the tip end of the pointing element opposite the tip, in which case the likelihood is greatest that this end will be freely visible from all sides as the pointing element is held by the pointing element not covered by the hand.

Bei den Markern handelt es sich vorzugsweise um optische Marker, insbesondere solche, die im Bereich des sichtbaren Lichts erfasst werden können. In diesem Fall ist es vorzugsweise vorgesehen, das Zeigeelement mit einer Anzahl optischer Kameras als Erfassungseinheit zu detektieren. Diese Videokameras können dabei sowohl detektor- als auch röhrenseitig angebracht sein. Bei den optischen Markern handelt es sich beispielsweise um längs und/oder quer zu der Längsachse des Zeigeelements angebrachte farbige Striche, die von den Videokameras detektiert werden können. Alternative Markerformen und -typen sind möglich. So hat sich beispielsweise eine Ausführung als besonders geeignet erwiesen, bei der an dem Zeigeelement mehrere auf definierte Art und Weise zueinander angeordnete Flächen mit definierter geometrischer Form zur Aufnahme von optischen Marken vorgesehen sind. Daraus lässt sich dann die Lageänderung des Zeigeelements bestimmen. The markers are preferably optical markers, in particular those which can be detected in the visible light range. In this case, it is preferably provided to detect the pointing element with a number of optical cameras as a detection unit. These video cameras can be mounted both on the detector side and on the tube side. In the optical Markers are, for example, colored lines which are attached longitudinally and / or transversely to the longitudinal axis of the pointing element and which can be detected by the video cameras. Alternative marker shapes and types are possible. Thus, for example, an embodiment has proved to be particularly suitable, in which a plurality of defined in a defined manner mutually arranged surfaces with a defined geometric shape for receiving optical marks are provided on the pointing element. From this the positional change of the pointing element can be determined.

Vorzugsweise wird eine optisch arbeitende Erfassungseinheit verwendet, so dass die Lageänderung des Zeigeelements optisch, vorwiegend im Bereich des sichtbaren Lichts oder im Infrarot-Bereich, erfasst wird. Die optische Erfassung kann sowohl mit einer einzelnen Kamera, als auch mit einer Stereokamera erfolgen, wobei die jeweiligen Kamerapositionen kalibriert sind. Preferably, an optically operating detection unit is used, so that the change in position of the pointing element is detected optically, predominantly in the range of visible light or in the infrared range. The optical detection can take place both with a single camera and with a stereo camera, with the respective camera positions being calibrated.

Die Erfassungseinheit ist vorzugsweise direkt am Röntgengerät angebracht. So wird die Registrierung der Koordinatensysteme von Erfassungseinheit und Röntgengerät zueinander auf einen Minimalaufwand beschränkt und eine möglichst große Überschneidung des Erfassungsbereichs mit dem Projektionsbereich des Röntgengeräts erreicht. Die Erfassungseinheit ist jedoch in jedem Fall kalibriert, so dass die Transformation zwischen dem Zentralstrahl und der Hauptachse des Erfassungsbereichs für die jeweilige Position der Erfassungseinheit bekannt ist. The detection unit is preferably mounted directly on the X-ray apparatus. Thus, the registration of the coordinate systems of the detection unit and the X-ray apparatus to each other is limited to a minimum effort and the greatest possible overlap of the detection range with the projection range of the X-ray apparatus is achieved. However, the detection unit is calibrated in any case, so that the transformation between the central beam and the main axis of the detection range for the respective position of the detection unit is known.

Vorzugsweise weist die Erfassungseinheit einen Erfassungsbereich auf, der den Projektionsbereich des Röntgengeräts umfasst, d.h. nach Möglichkeit größer als dieser ist. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Erfassungseinheit mehrere Teileinheiten, deren Erfassungsbereiche sich zumindest teilweise überdecken. Dadurch wird die Genauigkeit bei der Erfassung der Lageänderung des Zeigeelements erhöht. Es versteht sich von selbst, dass das Zeigeelement zur Durchführung des Verfahrens im Kamerafeld, also im Erfassungsbereich der Kameras, positioniert wird, da anderenfalls eine Erfassung nicht möglich ist. Preferably, the detection unit has a detection area comprising the projection area of the X-ray apparatus, i. if possible larger than this. In a preferred embodiment, the detection unit comprises a plurality of subunits whose coverage areas at least partially overlap. This increases the accuracy in detecting the change in position of the pointing element. It goes without saying that the pointing element for performing the method in the camera field, ie in the detection range of the cameras, is positioned, otherwise a detection is not possible.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Zeigeelement vor der Erfassung der Lageänderung senkrecht ausgerichtet. Darunter wird insbesondere eine Ausrichtung verstanden, bei der die Längsachse des Zeigeelements im Wesentlichen senkrecht im Raum steht. Dies hat sich einerseits als vorteilhaft für eine besonders sichere Gestenerkennung erwiesen, sowie andererseits als besonders vorteilhaft für ein besseres räumliches Verständnis sowie eine leichtere Zuordnung der Bewegung des Zeigeelements zum Patienten durch den Benutzer. Auch diese Vorteile sind insbesondere dann von Bedeutung, wenn die Geste Richtungsinformationen umfasst. In a preferred embodiment, the pointing element is oriented vertically prior to detecting the change in position. This is understood to mean, in particular, an orientation in which the longitudinal axis of the pointing element is substantially vertical in space. This has proved to be advantageous on the one hand for a particularly reliable gesture recognition, and on the other hand as particularly advantageous for a better spatial understanding and easier assignment of the movement of the pointing element to the patient by the user. These advantages are particularly important if the gesture includes directional information.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Zeigeelement zur Lageänderung um seine Längsachse gedreht und/oder in beliebiger Richtung geneigt oder gekippt. In allen Fällen ist es für eine sichere Ausführung der Bewegung und eine zuverlässige Gestenerkennung von Vorteil, wenn das Zeigeelement zuvor auf den Patienten aufgesetzt worden ist. Andere Lageänderungen des Zeigeelements sind ebenfalls möglich, insbesondere in Verbindung mit einer anderen Ausgangslage, insbesondere in Verbindung mit einer nicht-senkrechten, vorzugsweise waagerechten Ausgangslage, wie sie vor allem bei einer freihändigen Platzierung des Zeigeelements zur Anwendung kommen kann. In a preferred embodiment of the invention, the pointing element is rotated about its longitudinal axis for positional change and / or tilted or tilted in any direction. In all cases it is advantageous for a safe execution of the movement and a reliable gesture recognition, if the pointer has previously been placed on the patient. Other changes in position of the pointing element are also possible, in particular in conjunction with another starting position, in particular in conjunction with a non-vertical, preferably horizontal starting position, as can be used especially in a freehand placement of the pointing element.

Vorzugsweise bei auf dem Patienten aufgesetztem Zeigeelement, grundsätzlich aber auch in solchen Fällen, in denen das Zeigeelement nicht aufgesetzt ist, sondern von dem Benutzer frei gehalten wird, erfolgt bei Verwendung eines Zeigeelements in Form eines Stifts eine erste bevorzugte Bewegung derart, dass das Zeigeelement um seine Längsachse gedreht wird, und eine zweite bevorzugte Bewegung derart, dass das eine, vorzugsweise untere Ende des Zeigeelements feststeht bzw. festgehalten wird, während das andere, obere Ende des Zeigeelements eine Bewegung in einem Bewegungsraum vollführt, der die Form eines umgedrehten Kegels hat, dessen Kegelspitze durch das untere, vorzugsweise aufgesetzte Ende des Zeigeelements bestimmt ist. Preferably, in pointing device placed on the patient, but in principle also in those cases in which the pointing element is not placed, but is kept free by the user, when using a pointing element in the form of a pin, a first preferred movement is such that the pointing element to its longitudinal axis is rotated and a second preferred movement such that the one, preferably lower end of the pointing element is fixed or held while the other, upper end of the pointing element performs a movement in a movement space having the shape of an inverted cone, whose conical tip is determined by the lower, preferably patched end of the pointing element.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann rechnergestützt durchgeführt werden. Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung lässt sich im Wesentlichen durch die Bereitstellung eines geeigneten Computerprogramms realisieren. Eine kostenaufwändige Änderung der Hardware ist dazu nicht unbedingt erforderlich. Bei der Recheneinheit zur Ausführung des Computerprogramms handelt es sich vorzugsweise um die Steuer- und Auswerteeinheit der erfindungsgemäßen medizinischen Vorrichtung. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Computer umfaßt und zumindest eines der folgenden Mittel als Computerprogramm ausgeführt ist:
die Mittel zum Erfassen einer Lageänderung des Zeigeelements, die Mittel zum Erkennen einer Lageänderung des Zeigeelements als Geste, die Mittel zum Steuern eine Bewegung des Röntgengerätes anhand der erkannten Geste. The inventive method can be carried out computerized. The device suitable for carrying out the method according to the invention can be realized essentially by providing a suitable computer program. A costly hardware change is not essential. The computing unit for executing the computer program is preferably the control and evaluation unit of the medical device according to the invention. It is particularly advantageous if the device according to the invention comprises a computer and at least one of the following means is designed as a computer program:
the means for detecting a change in position of the pointing element, the means for detecting a change in position of the pointing element as a gesture, the means for controlling a movement of the x-ray device on the basis of the detected gesture.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen: The above-described characteristics, features and advantages of this invention as well as the manner in which they are achieved will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the invention Embodiments, which are explained in more detail in connection with the drawings. Showing:

1 eine erfindungsgemäße medizinische Vorrichtung mit einem C-Bogen-Röntgengerät, 1 a medical device according to the invention with a C-arm X-ray device,

2 ein beispielhaftes Zeigeelement. Sämtliche Figuren zeigen die Erfindung lediglich schematisch und mit ihren wesentlichen Bestandteilen. Gleiche Bezugszeichen entsprechen dabei Elementen gleicher oder vergleichbarer Funktion. 2 an exemplary pointing element. All figures show the invention only schematically and with its essential components. The same reference numerals correspond to elements of the same or comparable function.

1 zeigt eine erfindungsgemäße medizinische Vorrichtung 1. Die Vorrichtung 1 umfasst neben einer Erfassungseinheit 22 und einer Steuer- und Auswerteeinheit 26 ein vollständig motorisch verstellbares Röntgengerät 2 mit einer Röntgenquelle 4 und einem Röntgendetektor 6, die beide wiederum an den Enden eines Trägers in Form eines C-Bogens 8 angebracht sind. Zwischen der Röntgenquelle 4 und dem Röntgendetektor 6 befindet sich ein hier schematisch dargestellter Patient 10 auf einer Liege 12. Das Röntgengerät 2 nimmt Röntgenprojektionsbilder entlang eines von der Röntgenquelle 4 zum Röntgendetektor 6 verlaufenden Zentralstrahls 14 auf. 1 shows a medical device according to the invention 1 , The device 1 includes next to a detection unit 22 and a control and evaluation unit 26 a fully motorized X-ray device 2 with an X-ray source 4 and an X-ray detector 6 , both in turn at the ends of a beam in the form of a C-arm 8th are attached. Between the X-ray source 4 and the X-ray detector 6 there is a patient shown schematically here 10 on a couch 12 , The X-ray machine 2 takes X-ray projection images along one of the X-ray source 4 to the X-ray detector 6 extending central ray 14 on.

Die medizinische Vorrichtung 1 umfasst weiter ein Zeigeelement 16, welches in diesem Beispiel stiftförmig ausgebildet ist. Das Zeigeelement 16 wird mit dem unteren spitzen Ende 15 seines Schaftes 7 direkt am Patienten 10 platziert. Außerdem wird es senkrecht ausgerichtet, so dass die Längsachse 11 des Zeigeelements 16 senkrecht steht. In dem hier illustrierten Beispiel ist dies exakt am Eintrittspunkt 20 des Zentralstrahls 14, so wie bei der Verwendung des Zeigeelements 16 bei der Einstellung des Zentralstrahls 14. An dem oberen Ende 17 des Zeigeelements 16 ist am Schaft 7 eine Art Polyeder mit neun in verschiedene Richtungen weisende Flächen 18 vorgesehen, auf denen optische Marker 19 angebracht sind. Die quadratischen Flächen 18 sind dabei derart zueinander angeordnet, dass sie an ihren Verbindungskanten miteinander einen Außenwinkel von 120° bilden. Die Marker 19 sind derart ausgebildet, dass sie von einer Anzahl Videokameras 22a–d erfasst werden können, welche die Erfassungseinheit 22 bilden. Dem Fachmann sind hierzu zahlreiche Möglichkeiten bekannt, beispielsweise die Verwendung farbiger oder reflektierender Oberflächen als Marker. Das Zeigeelement 16, einschließlich seiner Marker, ist vorzugsweise als ein rein passives Instrument ausgeführt und enthält keine elektrischen Komponenten. Es kann daher dem Benutzer, hier einem Chirurgen, auf einfache Weise steril zur Verfügung gestellt werden. Der Chirurg kann das Zeigeelement 16 einhändig und direkt am OP-Feld verwenden. Das Zeigeelement 16 ist unabhängig von dem Röntgengerät 2 handhabbar. Es ist nicht mit dem Röntgengerät 2 verbunden, weder körperlich noch auf andere Weise. The medical device 1 further includes a pointing element 16 which is pin-shaped in this example. The pointing element 16 will end with the lower tip 15 his shaft 7 directly on the patient 10 placed. It also aligns vertically so that the longitudinal axis 11 of the pointing element 16 is vertical. In the example illustrated here, this is exactly at the entry point 20 of the central ray 14 as with the use of the pointing element 16 when adjusting the central beam 14 , At the top 17 of the pointing element 16 is on the shaft 7 a kind of polyhedron with nine faces pointing in different directions 18 provided on which optical markers 19 are attached. The square surfaces 18 are arranged to each other such that they form an outer angle of 120 ° with each other at their joint edges. The markers 19 are designed to be from a number of video cameras 22a -D can be detected, which the detection unit 22 form. Numerous possibilities are known to the person skilled in the art, for example the use of colored or reflective surfaces as markers. The pointing element 16 , including its markers, is preferably designed as a purely passive instrument and contains no electrical components. It can therefore be provided sterile to the user, here a surgeon, in a simple manner. The surgeon can use the pointing element 16 with one hand and directly on the surgical field. The pointing element 16 is independent of the X-ray machine 2 manageable. It is not with the X-ray machine 2 connected, neither physically nor otherwise.

Im nächsten Schritt erfasst die Erfassungseinheit 22 die Ausgangslage 31 des Zeigeelements 16. Die Erfassungseinheit 22 weist hierfür mehrere Teileinheiten 22a bis 22d auf, deren Erfassungsbereiche 24 sich zumindest teilweise überdecken. Die Teileinheiten 22a–d sind in diesem Ausführungsbeispiel direkt am Röntgengerät 2 angebracht, jeweils zwei Teileinheiten 22a, b auf der Seite der Röntgenquelle 4 und zwei Teileinheiten 22c, d auf der Seite des Röntgendetektors 6. Die Erfassungseinheit 22 ist kalibriert, d.h. die Lage der Erfassungseinheit 22 und deren Erfassungsbereich 24 zum Röntgengerät 2 und dem Zentralstrahl 14 sind bekannt. In the next step, the capture unit captures 22 the initial situation 31 of the pointing element 16 , The registration unit 22 has several subunits for this purpose 22a to 22d on whose coverage areas 24 at least partially overlap. The subunits 22a In this embodiment, -d are directly on the x-ray machine 2 attached, two subunits each 22a , b on the side of the X-ray source 4 and two subunits 22c , d on the side of the x-ray detector 6 , The registration unit 22 is calibrated, ie the location of the detection unit 22 and their coverage 24 to the X-ray machine 2 and the central beam 14 are known.

Erfolgt nun, ausgehend von der Ausgangslage 31, eine Lageänderung 30 des Zeigeelements 16, vollführt also der Chirurg, der das Zeigeelement 16 in seiner Hand hält, eine Bewegung aus der Ausgangslage 31 heraus, dann erfasst die Erfassungseinheit 22 in einem nächsten Schritt diese Lageänderung des Zeigeelements 16. Eine beispielhafte Lageänderung ist in 1 mit Pfeil 30 bezeichnet. Die Ausgangslage 31 ist vorzugsweise eine bewegungslose Lage des Zeigeelements 16, beispielsweise die senkrecht ausgerichtete Lage an dem Patienten 10. Die Ausgangslage 31 kann aber auch eine Lage sein, die das Zeigeelement 16 während einer beabsichtigten oder unbeabsichtigten Bewegung des Zeigeelements 16 zu einem beliebigen Zeitpunkt aufweist. Now, starting from the starting position 31 , a change of position 30 of the pointing element 16 So the surgeon performs the pointing element 16 holding in his hand, a movement from the starting position 31 out, then captures the capture unit 22 in a next step, this change of position of the pointing element 16 , An exemplary change of position is in 1 with arrow 30 designated. the initial situation 31 is preferably a motionless position of the pointing element 16 , For example, the vertically oriented position on the patient 10 , the initial situation 31 but can also be a location that the pointing element 16 during an intentional or unintentional movement of the pointing element 16 at any time.

Anschließend führt die Steuer- und Auswerteeinheit 26, die in dem hier skizzierten Beispiel als Teil des Röntgengeräts 2 implementiert ist, eine Gestenerkennung durch, indem es die Lageänderung 30 auswertet und mit gespeicherten Mustern vergleicht. Mit Hilfe einer entsprechend ausgebildeten Steuer- und Auswerteeinheit 26 können auch Gesten erkannt werden, die „aus der Bewegung heraus“ vorgenommen werden, also nicht von einer definierten Ausgangslage ausgehen. Diese Gestenerkennung verhindert, dass beliebige erfasste Lageänderungen automatisch in ein Steuersignal umgewandelt und zur Bewegung des Röntgengerätes 2 verwendet werden. Dies ist ausschließlich solchen Lageänderungen vorbehalten, die als Geste erkannt werden. Subsequently, the control and evaluation unit leads 26 in the example outlined here as part of the X-ray machine 2 implements a gesture recognition by changing the position 30 evaluates and compares with stored patterns. With the help of an appropriately trained control and evaluation unit 26 It is also possible to recognize gestures that are made "out of motion", ie do not start from a defined starting position. This gesture recognition prevents any detected changes in position from being automatically converted into a control signal and from the movement of the X-ray machine 2 be used. This is reserved exclusively for those changes in position that are recognized as a gesture.

Wird eine bestimmte Geste erkannt, gibt die Steuer- und Auswerteeinheit 26 ein entsprechendes Steuersignal an den betreffenden motorischen Antrieb (nicht dargestellt) des Röntgengeräts 2 aus und es erfolgt automatisch eine dem Steuersignal entsprechende Bewegung des Röntgengerätes 2. Die Bewegung wird anhand der erkannten Geste gesteuert. Das Steuersignal kann dabei ein der Geste oder einer Gestenabfolge unmittelbar zugeordnetes Signal sein oder aber es kann sich um ein Signal handeln, das sich aus der erkannten Geste oder einer erkannten Gestenabfolge auf der Grundlage einer weiterführenden Berechnung, beispielsweise einer Bahnkurvenberechnung, ergibt. If a specific gesture is detected, the control and evaluation unit gives 26 a corresponding control signal to the relevant motor drive (not shown) of the X-ray device 2 off and there is automatically a control signal corresponding movement of the X-ray machine 2 , The movement is controlled by the detected gesture. The control signal may be a signal directly associated with the gesture or a gesture sequence, or it may be a signal resulting from the recognized gesture or a recognized gesture sequence based on a further calculation, such as a trajectory calculation.

Bei der gesteuerten Bewegung des Röntgengerätes 2 handelt es sich vorzugsweise um eine Verfahrbewegung des Röntgengerätes 2, insbesondere die motorisch angetriebene Bewegung des C-Bogens 8 in der C-Bogen-Halterung 9, also die Änderung des Angulationswinkels, angedeutet mit Pfeil 27, oder des Orbitalwinkels, angedeutet mit Pfeil 28, und/oder das vertikale Verfahren des C-Bogens 8 durch ein motorisch angetriebenes Anheben bzw. Absenken der Hubsäule 29, angedeutet durch Pfeil 25, und/oder das horizontale Verfahren des mit motorisch angetriebenen Rädern 32 versehenen Gerätewagens 33, angedeutet durch Pfeil 34. Vorzugsweise wird von der Steuer- und Auswerteeinheit 26 anhand der erkannten Geste eine neue Soll-Pose des C-Bogens 8 berechnet und es werden, unter Verwendung von Informationen zu der aktuellen Ist-Pose des C-Bogens 8, diejenigen Steuersignale erzeugt, die dafür benötigt werden, diese neue Pose anzufahren. In the controlled movement of the X-ray machine 2 it is preferably a movement of the X-ray machine 2 , in particular the motor-driven movement of the C-arm 8th in the C-arm bracket 9 , ie the change in angulation angle, indicated by arrow 27 , or the orbital angle, indicated by arrow 28 , and / or the vertical process of the C-arm 8th by a motor-driven raising or lowering of the lifting column 29 , indicated by arrow 25 , and / or the horizontal method of motorized wheels 32 provided equipment cart 33 , indicated by arrow 34 , Preferably, by the control and evaluation 26 Based on the detected gesture, a new target pose of the C-arm 8th calculated and it will be, using information about the current actual pose of the C-arm 8th , generates those control signals needed to drive this new pose.

In einem Beispiel, wie in 1 dargestellt, erfolgt hierdurch die Steuerung einer Translationsbewegung des Röntgengerätes 2. Das Zeigeelement 16 wird als eine Art Joystick zur Feinpositionierung des Röntgengerätes 2 mit Hilfe des motorisierten Gerätewagens 33 verwendet. Hierzu wird das im Kamerafeld 24 senkrecht ausgerichtete Zeigeelement 16 wie ein Joystick in die gewünschte Fahrrichtung 21 gekippt und diese Lageänderung 30 wird erfasst. Die Erfassungseinheit 22 erfasst einerseits die Richtung und andererseits den Kippwinkel oder aber die Geschwindigkeit, mit der das Zeigeelement 16, ausgehen von einer zuvor erfassten Ausgangsposition 31, gekippt wurde. Die durch diese Lageänderungsinformationen definierte Geste wird von der Steuer- und Auswerteeinheit 26 erkannt. Die Steuer- und Auswerteeinheit 26 errechnet daraus die Bewegungsrichtung und/oder Bewegungsgeschwindigkeit und steuert die entsprechenden Antriebe (nicht abgebildet) der Räder 32 auf geeignete Weise an. Die Bewegungsfreigabe und -durchführung kann dabei über einen separaten Fußschalter (nicht abgebildet) des Röntgengerätes 2 erfolgen. In an example, like in 1 represented hereby takes place the control of a translational movement of the X-ray device 2 , The pointing element 16 is used as a kind of joystick for fine positioning of the X-ray machine 2 with the help of the motorized equipment cart 33 used. This is done in the camera field 24 vertically oriented pointing element 16 like a joystick in the desired direction of travel 21 tilted and this change in position 30 is recorded. The registration unit 22 on the one hand detects the direction and on the other hand the tilt angle or the speed at which the pointing element 16 , starting from a previously recorded starting position 31 , was tilted. The gesture defined by this attitude change information is provided by the control and evaluation unit 26 recognized. The control and evaluation unit 26 calculates the direction of movement and / or movement speed and controls the corresponding drives (not shown) of the wheels 32 in a suitable manner. The movement release and execution can be done via a separate foot switch (not shown) of the X-ray machine 2 respectively.

In einem anderen Beispiel erfolgt die Steuerung einer Rotationsbewegung des Röntgengerätes 2. Dabei wird das Zeigeelement 16 senkrecht ausgerichtet und um seine Längsachse 11 gedreht. Die Erfassung der Lageänderung, die Gestenerkennung und Ansteuerung erfolgt entsprechend der bei der Translation beschriebenen Vorgehensweise. Im Ergebnis wird beispielsweise der C-Bogen 8 des Röntgengerätes 2 um das aktuelle Drehzentrum gedreht, solange das Zeigeelement 16 um seine Längsachse 11 gedreht wird. In another example, the control of a rotational movement of the X-ray device takes place 2 , This will be the pointer 16 vertically aligned and about its longitudinal axis 11 turned. The detection of the change in position, the gesture recognition and control takes place according to the procedure described in the translation. As a result, for example, the C-arm 8th of the X-ray machine 2 rotated around the current turning center as long as the pointing element 16 around its longitudinal axis 11 is turned.

In einem anderen Beispiel erfolgt eine Steuerung einer Automatikfahrt des Röntgengerätes 2 in eine gewünschte Richtung. Der Chirurg zeigt mit dem Zeigeelement 16 eine bestimmte Fahrtrichtung an. Danach wird diese Richtung in einer Automatikfahrt angefahren, z.B. bei einer Panoramabildgebung, bei der, beispielsweise durch seitliches Verfahren des Röntgengerätes 2, eine Bildfolge erzeugt und später zu einer Panoramaaufnahme zusammengesetzt wird. In another example, a control of an automatic travel of the X-ray machine is performed 2 in a desired direction. The surgeon points with the pointer 16 a certain direction of travel. Thereafter, this direction is approached in an automatic drive, for example, in a panoramic imaging, in which, for example by lateral movement of the X-ray machine 2 , an image sequence is generated and later assembled into a panoramic image.

In einem anderen Beispiel erfolgt eine Steuerung einer sonstigen vordefinierten Fahrt des Röntgengerätes 2. Hierzu wird für jede vordefinierte Fahrt, beispielsweise die Fahrt des Röntgengerätes 2 in eine Parkposition, eine eindeutige Geste definiert. Führt der Chirurg die Geste mit dem Zeigeelement 16 aus, wird die entsprechende vordefinierte Fahrt durchgeführt. Das Durchführen der Fahrt kann hier, wie auch in allen anderen Fällen, dem Chirurgen vorher mitgeteilt werden, beispielsweise in Form einer Visualisierung. In another example, a control of another predefined ride of the X-ray machine is performed 2 , This is for each predefined ride, for example, the ride of the X-ray machine 2 in a parking position, a definite gesture defined. The surgeon makes the gesture with the pointing element 16 off, the corresponding predefined trip is performed. The execution of the ride can here, as in all other cases, be communicated to the surgeon beforehand, for example in the form of a visualization.

Weitere applikationsspezifische Gesten sind möglich, beispielsweise das Anzeigen von Start- und Endposition einer Panoramafahrt bei der Panoramabildgebung. Ebenfalls möglich sind spezielle Start- und/oder Stopp-Gesten, welche den Beginn bzw. das Ende der Gestenerkennung und der gestengesteuerten Bewegungssteuerung des Röntgengeräts 2 angeben. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn das Zeigeelement 16 nicht nur als Hilfsmittel zur Gestensteuerung, sondern zugleich, beispielsweise unmittelbar vor oder nach der Bewegungssteuerung, auch zum Einstellen des Zentralstrahls 14 verwendet wird. Eine solche kombinierte Verwendung des Zeigeelements 16 als dediziertes medizinisches Hilfsinstrument ist ebenfalls ein schutzwürdiger Aspekt der vorliegenden Erfindung. Further application-specific gestures are possible, for example the display of start and end position of a panorama trip in panoramic imaging. Also possible are special start and / or stop gestures indicating the beginning and the end of the gesture recognition and the gesture-controlled motion control of the x-ray device 2 specify. This is especially useful if the pointing element 16 not only as a tool for gesture control, but at the same time, for example, immediately before or after the motion control, also for adjusting the central beam 14 is used. Such a combined use of the pointing element 16 as a dedicated medical aid is also a worthy aspect of the present invention.

Zusammenfassend beschreibt das Ausführungsbeispiel, wie ein aus US 9,039,283 zur einfachen Einstellung des Zentralstrahls eines Röntgengerätes bereits bekanntes passives Zeigeelement 16 mit optischen Markern 19 für einen weiteren Anwendungszweck genutzt werden kann, nämlich als Hilfsmittel zum Anzeigen von beliebigen Gesten, auf deren Grundlage anschließend eine Bewegungssteuerung des motorisierten Röntgengerätes 2 erfolgt. In summary, the embodiment describes how one out US 9,039,283 For easy adjustment of the central beam of an X-ray machine already known passive pointing element 16 with optical markers 19 can be used for a further purpose, namely as an aid for displaying any gestures, on the basis of which a motion control of the motorized X-ray device 2 he follows.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.Although the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiment, the invention is not limited to the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: medizinische Vorrichtung medical device
22: Röntgengerät X-ray machine
44: Röntgenquelle X-ray source
66: Röntgendetektor X-ray detector
7 7: Schaft shaft
88th: C-Bogen C-arm
99: C-Bogen-Halterung C-arm bracket
1010: Patient patient
1111: Längsachse longitudinal axis
1212: Liege lounger
1414: Zentralstrahl central beam
1515: unteres Ende lower end
1616: Zeigeelement Show item
1717: oberes Ende top end
1818: Fläche area
1919: Marker marker
2020: Eintrittspunkt entry point
2121: Fahrtrichtung direction of travel
2222: Erfassungseinheit acquisition unit
22a–d22a-d: Videokamera video camera
2424: Erfassungsbereich detection range
2525: Vertikalbewegung vertical movement
2626: Steuer- und Auswerteeinheit Control and evaluation unit
2727: Angulationswinkel Angulation angle
2828: Orbitalwinkel orbital angular
2929: Hubsäule Lifting column
3030: Lageänderung change of position
3131: Ausgangslage starting position
3232: Rad wheel
3333: Gerätewagen trolley
3434: Horizontalbewegung Horizontal movement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 9039283 [0003, 0009, 0014, 0014, 0015, 0016, 0049]

Claims

Method for controlling the movement of an X-ray machine ( 2 ), with the following steps: - a change of position ( 30 ) of a pointing element ( 16 ) is recorded, - this change in position ( 30 ) of the pointing element ( 16 ) is recognized as a gesture, - based on the detected gesture is a movement ( 25 . 34 , ...) of the X-ray machine ( 2 ) controlled.

The method of claim 1, wherein the x-ray device ( 2 ) is motor-adjustable and the movement of the X-ray device ( 2 ) is controlled by a control signal associated with the gesture to a motor drive of the X-ray device ( 2 ) is output.

Method according to one of the preceding claims, in which the pointing element ( 16 ) is held by hand and moved.

Method according to one of the preceding claims, in which the position change ( 30 ) of the pointing element ( 16 ) is optically detected.

Medical device ( 1 ) with an X-ray machine ( 2 ), a pointing element ( 16 ), a registration unit ( 22 ) for recording the change in position ( 30 ) of the pointing element ( 16 ) and a control and evaluation unit ( 26 ) for detecting the change in position ( 30 ) as a gesture and for controlling a movement of the X-ray device ( 2 ) based on the detected gesture.

Medical device ( 1 ) according to claim 5, in which the X-ray device ( 2 ) is a C-arm X-ray machine.

Medical device ( 1 ) according to claim 5 or 6, wherein the pointing element ( 16 ) is formed pin-shaped.

Medical device ( 1 ) according to one of Claims 5 to 7, in which the pointing element ( 16 ) optical markers ( 19 ) and the registration unit ( 22 ) includes a camera.

Computer program with computer program instructions for carrying out the method according to one of the claims 1 to 4, when the computer program is executed on a computer.