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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Fernkonfiguration und
-beobachtung eines mechanischen und/oder radiologischen Systems.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung die Fernkonfiguration
und/oder -wartung eines medizinischen Bildgebungssystems, während die
lokale Steuerung der Bewegung und/oder des Betriebs des Systems beibehalten
wird.
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Eine
breite Vielfalt von medizinischen Bildgebungstechnologien, wie die
digitale Röntgenaufnahme,
Tomosynthese, Röntgenmammographie,
Computertomographie (CT), Positronenemissionstomographie (PET),
Elektronenstrahltomographie (EBT), Magnetresonanzbildgebung (MRI)
und so weiter, sind sowohl in großen als auch in kleinen medizinischen
Einrichtungen alltäglich
geworden. Obwohl die Anzahl der Bildgebungssysteme, die mit diesen Technologien
zusammenhängen,
ständig
gestiegen ist, ist die Zahl der Beschäftigten, die qualifiziert sind, diese
Systeme zu warten oder neue Techniker in ihre Benutzung einzuweisen,
nicht in gleichem Maße
gestiegen. Außerdem
kann es teuer sein, eine aus reisenden Technikern oder Instrukteuren
bestehende Infrastruktur zur Wartung oder Unterweisung aufrecht zu
erhalten, weil medizinische Bildgebungssysteme an ländlichen
oder wenig zentralen Orten alltäglicher geworden
sind.
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Eine
Alternative ist es, den Ingenieuren und/oder Instruktoren zu ermöglichen,
mit den Bildgebungssystemen und dem Personal aus der Ferne in Wechselwirkung
zu treten. Auf diese Weise können
Reisezeit und Kosten, die mit der Wartung von fernen oder sogar
lokalen medizinischen Einrichtungen zusammenhängen, verringert oder vermieden werden.
Z.B. kann ein in der Ferne befindlicher Techniker auf das Bildgebungssystem
zugreifen, um Diagnostikprogramme auszuführen, die Einstellungen zu
konfigurieren, die benutzt werden um Bilder zu gewinnen sowie Problembilder
zu betrachten, die vom Personal der Einrichtung erzeugt worden sind
usw. Auf ähnliche
Art kann ein in der Ferne befindlicher Instrukteur auf das Bildgebungssystem
zugreifen, um die für
bestimmte Patientenbedingungen zweckmäßigen Einstellungen zu zeigen
oder um die Auswirkung von Veränderungen
bestimmter Systemeinstellungen auf Reaktion auf Bildunregelmäßigkeiten
oder Bildfehler vorzuführen.
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Diese
Alternative kann wie auch immer in Folge von Problemen, die mit
dem Fernzugriff auf das Bildgebungssystem zusammenhängen, inakzeptabel
sein. Z.B. kann ein in der Ferne befindlicher Techniker oder Instrukteur
in der Lage sein, die Benutzerschnittstelle für das Bildgebungssystem aus der
Ferne zu sehen, er wird aber nicht in der Lage sein, die Bildgebungseinrichtung
oder den Scanner selbst oder die Lage des Patienten oder Personals
zu der Einrichtung oder dem Scanner zu sehen. Dadurch kann ein in
der Ferne befindlicher Techniker oder Instrukteur eine Komponente
des Bildgebungssystems, wie einen CT-Tisch oder Gantryrahmen, in ungeeigneter
Weise bewegen oder die Emission von Strahlung oder die Erzeugung
eines Magnetfelds einleiten während
sich der Patient oder das Personal nicht in einer angemessenen Position
befinden. Daher ist es wünschenswert,
die Fernwartung und -unterweisung an einem medizinischen Bildgebungssystem
auszuführen,
während
die Möglichkeit
der Fernbewegung oder -betriebs des Systems beschränkt wird.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen die Schaffung einer
beschränkten
Schnittstelle für
Fernwartungstechniker und/oder -instrukteure, um Fernbetätigung an
einem medizinischen Bildgebungssystem oder anderen System zu erlauben.
Insbesondere verbirgt die Technik Bereiche der Systemschnittstelle
teilweise oder vollständig,
die der Fernbediener nicht bedienen kann oder nicht zu sehen braucht.
Zusätzlich
können
Maßnahmen,
die vom Fernbediener in den gesperrten oder begrenzten Bereichen
der Schnittstelle vorgenommen werden, bei der Übertragung zum System herausgefiltert werden,
wobei die versehentliche oder absichtliche Ausführung einer begrenzten oder
gesperrten Maßnahme
verhindert wird. Auf diese Weise können Informationen, die der
Fernbediener für
Wartungs- oder Unterweisungszwecke nicht benötigt, wie private Patientendaten,
vor dem Fernbediener verborgen werden. Auf ähnliche Art wird der Fernbediener
daran gehindert, Maßnahmen
zu ergreifen, die dem lokalen Bediener vorbehalten sind, der den
Vorgang visuell überblicken
kann. Z.B. können
Maßnahmen
wie das Bewegen von Komponenten des Bildgebungssystems, das Einleiten
der Strahlungsemission und/oder die Erzeugung starker Magnetfelder
dem lokalen Bediener vorbehalten sein.
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In Übereinstimmung
mit einem Aspekt der vorliegenden Technik wird ein Verfahren zur
Beschränkung
der Fernanzeige einer lokalen Systemschnittstelle geschaffen. Ein
oder mehrere Schnittstellenbereiche einer Systembenutzerschnittstelle können als
Schnittstellenbereiche mit beschränktem Fernzugriff ausgewählt werden.
Die Schnittstellenbereiche mit beschränktem Fernzugriff, die in den
Bildschirmdaten enthalten sind, die zum Anzeigen zu einer fernen
Bedienungsworkstation gesendet werden, können so verändert werden, dass sie sich,
wenn sie angezeigt werden, visuell von den entsprechenden unveränderten
Schnittstellenbereichen unterscheiden. Die veränderten Schnittstellenbereiche
können auf
der fernen Bedienungsworkstation angezeigt werden, um von einem
Fernbediener betrachtet zu werden. Systeme und Rechnerprogramme,
die eine Funktionalität
von der durch dieses Verfahren definierten Art bieten, werden auch
von der vorliegenden Technik geschaffen.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
oben erwähnten
und sonstigen Vorteile und Merkmale der Erfindung erschließen sich
nach dem Lesen der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung
mit den Zeichnungen:
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1 zeigt
eine allgemeine schematische Darstellung bestimmter funktioneller
Komponenten eines beispielhaften generischen Bildgebungssystems,
das für
Fernbedienung durch die vorliegende Technik eingerichtet ist;
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2 zeigt
ein Blockdiagramm, das die verschiedenen Komponenten eines Systems
mit beschränktem
Fernzugriff gemäß der vorliegenden Technik
darstellt;
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3 zeigt
einen beispielhaften lokalen Bildschirm zur Verwendung gemäß der vorliegenden Technik,
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4 zeigt
einen beispielhaften Fernbildschirm zur Benutzung gemäß der vorliegenden
Technik;
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5 zeigt
eine allgemeine schematischer Darstellung bestimmter funktioneller
Komponenten eines beispielhaften CT-Bildgebungssystems gemäß der vorliegenden
Technik und
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6 zeigt
eine allgemeine schematische Darstellung bestimmter funktioneller
Komponenten eines beispielhaften MRI-Bildgebungssystems gemäß der vorliegenden
Technik.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG SPEZIELLER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Indem
nun beginnend mit 1 auf die Zeichnungen eingegangen
wird, ist ein beispielhaftes medizinisches Bildgebungssystems 10 dargestellt. Solche
Systeme sind typischerweise komplex und erfordern regelmäßige Wartung
des Systems 10 und/oder regelmäßige Unterweisung der Techniker oder
des Personals, das das System 10 benutzt. Die Verfügbarkeit
geeigneter Wartungsingenieure und/oder -instrukteure kann jedoch
begrenzt sein. Die begrenzte Zahl qualifizierten Personals und die weite
Verbreitung des Bildgebungssystems 10 können daher Fernwartung und
-unterweisung wünschenswert
machen wo es möglich
ist. Jedoch kann es auch wünschenswert
sein, die möglichen
Maßnahmen
zu beschränken,
die auszuführen
einem Fernbediener erlaubt ist, um Fernmaßnahmen zu verhindern, die
zu einer Bewegung von bewegten Komponenten, der Emission von Röntgenstrahlen und/oder
der Erzeugung starker magnetischer Felder führen.
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Diese
verschiedenen Faktoren tragen allein oder in Kombination zu den
Herausforderungen bei, die sich bei der Fernbedienung vieler Typen
von medizinischen Bildgebungssystemen 10 stellen.
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Diese
Herausforderungen werden mit der vorliegenden Technik in Angriff
genommen. Gemäß Aspekten
der Technik kann einem Fernbediener, wie einem Wartungsingenieur
und/oder -instrukteur, ein beschränktes visuelles Interface und/oder
ein begrenztes Eingabeinterface zur Verfügung gestellt werden. Auf diese
Weise werden dem Fernbediener nur die Informationen oder Optionen
vorgelegt, die mit dem gewünschten
Ausmaß der
Fernmaßnahmen zusammenhängen.
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Z.B.
ist, zurückkehrend
zu 1, ein beispielhaftes medizinisches Bildgebungssystem 10 dargestellt.
Allgemein enthält
das Bildgebungssystem 10 einen Bildaufnehmer 12 geeigneter
Bauart, der Signale empfängt
und die Signale in nutzbare Daten umwandelt. Wie unten vollständiger beschrieben, kann
der Bildaufnehmer 12 nach unterschiedlichen physikalischen
Prinzipien zum Erstellen der Bilddaten arbeiten. Allgemein erzeugt
der Bildaufnehmer 12 jedoch Bilddaten, die für die interessierenden
Regionen in einem Patienten 14 kennzeichnend sind, entweder
in einem konventionellen Träger,
wie einem photographischen Film, oder in einem digitalen Medium.
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Der
Bildaufnehmer 12 arbeitet unter der Kontrolle der Systemsteuerungsschaltung 16.
Die Systemsteuerungsschaltung 16 kann einen weiten Bereich
von Schaltungen umfassen, wie Strahlungsquellensteuerungsschaltungen,
Zeitschaltungen, Schaltungen zur Koordination der Datenerfassung
in Verbindung mit Patienten oder Tischbewegungen, Schaltungen zum
Steuern der Position der Strahlungsquellen und Detektoren usw. Im
vorliegenden Zusammenhang kann die Systemsteuerungsschaltung 16 auch
Speicherelemente enthalten, um Programme und Routinen zu speichern,
die von der Systemsteuerungsschaltung 16 oder zugeordneten Komponenten
des Systems 10 ausgeführt
werden.
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Im
Anschluss an die Erfassung der Bilddaten oder -signale kann der
Bildaufnehmer 12 die Signale, wie z.B. zur Umwandlung in
digitale Werte, verarbeiten und die Bilddaten an die Datenakquisitionsschaltung 18 weiterleiten.
Im Falle von analogen Medien, wie photographischem Film, kann das
Datenakquisitionssystem allgemein Träger für den Film wie auch Ausrüstung zum
Entwickeln des Films und Produzieren von Ausdrucken enthalten, die
danach digitalisiert werden. Bei digitalen Systemen kann die Datenakquisitionsschaltung 18,
wo es erwünscht
ist, einen weiten Bereich von Anfangsbefehlen, wie z.B. Abgleich
von digitalen dynamischen Bereichen, Glätten oder Schärfen von
Daten wie auch Übersetzen von
Datenströmen
und Dateien ausführen.
Die Daten können
danach zu der Datenverarbeitungsschaltung 20 übertragen
werden, wo eine zusätzliche
Bearbeitung und Analyse ausgeführt
wird. Bei konventionellen Medien, wie photographischem Film, kann
das Datenverarbeitungssystem Textinformation zu den Filmen anbringen,
wie auch bestimmte Notizen oder den Patienten identifizierende Informationen,
anhängen.
Bei den verschiedenen verfügbaren
digitalen Bildgebungssystemen führt
die Datenverarbeitungsschaltung 20 wesentliche Analysen
der Daten, Ordnen der Daten, Schärfen,
Glätten,
Zusatzerkennung usw. aus. Die erfassten Bilder oder Bilddaten können in
Kurz- oder Langzeitspeichereinrichtungen,
wie Bilder archivierende Kommunikationssysteme, die innerhalb des
oder fern des Bildgebungssystems 10 angeordnet sein können, gespeichert
werden.
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Die
oben beschriebenen Operationen und Funktionen des Bildgebungssystems 10 können von einer
lokalen Bedienungsworkstation 22 gesteuert werden, die
typischerweise mit der Systemsteuerungsschaltung 16 verbunden
ist. Die lokale Bedienungsworkstation 22 kann einen oder
mehrere Mehrzweck- oder anwendungsspezifische Rechner 28 oder
prozessorgestützte
Komponenten enthalten. Die lokale Bedienungsworkstation 22 kann
einen Monitor 30 oder eine andere visuelle Anzeige und
eine oder mehrere Eingabeeinrichtungen 32 enthalten. Der
Monitor 30 und die Eingabeeinrichtungen 32 können zum
Anzeigen und Eingeben der Konfigurationsdaten oder zum Betreiben
des Bildgebungssystems 10 gemäß den hier erörterten
Techniken benutzt werden. Wie die Systemsteuerungsschaltung 16 kann die
lokale Bedienungsworkstation 22 einen Speicher oder ein
Datenspeicherelement enthalten oder mit einem solchen kommunizieren,
um Programme und Routinen zu speichern, die von der lokalen Bedienungsworkstation 22 oder
ihr zugeordneten Komponenten des Bildgebungssystems 10 ausgeführt werden.
Es versteht sich, dass auf jede Art von dem Computer zugänglichem
Speicher oder Speichereinrichtung, die in der Lage ist, die gewünschte Menge von
Daten und/oder Codes zu speichern, von der lokalen Bedienungsworkstation 22 zugegriffen
werden kann. Darüber
hinaus kann der Speicher oder die Speichereinrichtung eine oder
mehrere Speichereinrichtungen, wie magnetische oder optische Einrichtungen
von ähnlichem
oder unterschiedlichem Typ umfassen, die lokal und/oder fern von
dem Bildgebungssystem 10 sein können.
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Es
wird angemerkt, dass mehr als eine lokale Bedienungsworkstation 22 vorgesehen
sein kann. Z.B. kann ein bildgebender Scanner oder eine Station
eine Schnittstelle enthalten, die die Regelung der Parameter erlaubt,
die an dem Verfahren der Bilddatenerfassung beteiligt sind, wäh rend eine
andersartige Bedienerschnittstelle zum Bearbeiten, Erweitern und
Anzeigen der sich ergebenden, wieder hergestellten Bilder vorgesehen
sein kann.
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Zusätzlich kann
eine ferne Bedienungsworkstation 24 mit dem Bildgebungssystem 10 z.B. über ein
Netzwerk 26 kommunizieren. Das Netzwerk 26 kann
ein lokales Intranet innerhalb der medizinischen Einrichtung, ein
Servicenetzwerk zwischen der Einrichtung und einem Serviceprovider,
eine direkte Kommunikationsverbindung zwischen dem Bildgebungssystem 10 und
einer fernen Bedienungsworkstation 24, ein über das
Internet eingerichtetes virtuelles privates Netzwerk, das Internet
selbst usw. sein. Allgemein erlaubt das Netzwerk 26 den
Datenaustausch zwischen der fernen Bedienungsworkstation 24 und
einer oder mehreren Komponenten des Bildgebungssystems 10.
Wie von Fachleuten erkannt wird, können beliebige geeignete Schaltungen,
wie Modems, Server, Firewalls, VPN usw. in dem Netzwerk 26 enthalten
sein.
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Die
ferne Bedienungsworkstation 24 umfasst viele, wenn nicht
alle, Komponenten der lokalen Bedienungsworkstation 22,
wie einen Monitor 30 und Eingabeeinrichtungen 32.
Die ferne Bedienungsworkstation 24 erlaubt einem fernen
Bediener auf die Elemente des Bildgebungssystems 10 über das Netzwerk 26 zuzugreifen.
Speziell kann die ferne Bedienungsworkstation 24 einem
Fernbediener erlauben, die Parameter zu konfigurieren, die mit einem Aufzeichnungsvorgang
zusammenhängen,
auf Servicemaßnahmen
zuzugreifen oder diese einzuleiten, die Verarbeitung der erfassten
Bilddaten zu konfigurieren usw.
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Es
kann jedoch wünschenswert
sein, den Zugriff zu beschränken,
der einem Fernbediener erlaubt ist. Besonders weil ein Fernbediener
die physische Lage des Bildgebungssystems 10 nicht visuell überwachen
kann, kann es wünschenswert
sein, den Fernbediener am Ergreifen von Maßnahmen zu hindern, die die
Position beeinflussen. Z.B. kann es bei Fehlen visueller Überwachung
wünschenswert
sein, einen Fernbediener daran zu hindern, Komponenten des Bildgebungssystems 10,
wie Tische, Gantryrahmen, mechanische Arme usw. zu bewegen und Strahlung
oder magnetische Felder an der Stelle zu erzeugen. In ähnlicher
Weise kann es wünschenswert
sein, die Patientendaten, die einem Fernbediener zur Verfügung gestellt
werden, auf Daten zu beschränken,
die für
die Fernbedienung von Bedeutung sind. Z.B. könnte ein Servicetechniker oder
-instrukteur, der an einer Patientenaufnahme teilnimmt, bestimmte
medizinisch bedeutsame Angaben kennen müssen, um den Ablauf zu erleichtern.
Andere Daten, wie der Name des Patienten, eine Krankengeschichte
ohne Bezug, demographische Daten, Rechnungsdaten, Versicherung usw.,
können
jedoch für die
Funktionen, die vom Fernbediener erfüllt werden, irrelevant sein.
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Es
kann daher wünschenswert
sein, ein Kommunikationsbeschränkungsmodul 50 einzubeziehen,
um die Kommunikation zwischen der fernen Bedienungsworkstation 24 und
dem Bildgebungssystem 10 zu überwachen und/oder verändern, wie
in 2 dargestellt. Das Kommunikationsbeschränkungsmodul 50 kann
ein oder mehrere Programme enthalten, die von einem Teil des Netzwerks 26 oder dem
Bildgebungssystem 10 ausgeführt werden. Z.B. kann das Kommunikationsbeschränkungsmodul 50 ein
oder mehrere Programme umfassen, die auf einem Server oder einer
Komponente des Netzwerks 26 laufen, die sich im Kommunikationspfad
zwischen der fernen Bedienungsworkstation 24 und dem Bildgebungssystem 10 befindet.
Auf ähnliche
Weise kann das Kommunikations beschränkungsmodul 50 ein
oder mehrere Programme umfassen, die auf einer oder mehreren Komponenten
des Bildgebungssystems 10 laufen, die sich im Kommunikationspfad zu
der fernen Bedienungsworkstation 24, wie die lokale Bedienungsworkstation 22 oder
die Systemsteuerungsschaltung 16 befinden. Tatsächlich können die Programme,
die das Kommunikationsbeschränkungsmodul 50 umfassen,
falls erwünscht,
sogar in der fernen Bedienungsworkstation 24 gespeichert und
ausgeführt
werden.
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Z.B.
kann das Kommunikationsbeschränkungsmodul 50 auf
einem Serviceserver innerhalb des Kommunikationspfades des Netzwerks 26 implementiert
werden. Der Serviceserver kann in dem Servicenetzwerk enthalten
sein, das von dem Service- oder Unterweisungsanbieter wie bei einer
fernen Serviceeinrichtung bereit gestellt wird, oder er kann sich
in dem lokalen Netzwerk oder Intranet der medizinischen Einrichtung
befinden.
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Das
Kommunikationsbeschränkungsmodul 50 kann
verschiedene Beschränkungen
oder Sicherheitsmaßnahmen
erlauben, die auf die aus der Ferne zugänglichen Daten angewandt werden.
Z.B. können ein
oder mehrere Programme, die das Kommunikationsbeschränkungsmodul 50 beinhalten,
auf dem Serviceserver oder einer anderen Plattform bei der medizinischen
Einrichtung implementiert werden, die die Kommunikation mit der
fernen Bedienungsworkstation 24 abwickelt. Das Kommunikationsbeschränkungsmodul 50 kann
mit Anwendungen auf dem Bildgebungssystem 10 und/oder der
fernen Bedienungsworkstation 24 über eine oder mehrere spezielle Kommunikationsschnittstellen,
wie ein Unix-Pipe-Interface,
kommunizieren. Das Kommunikationsbeschränkungsmodul 50 kann
auf das Pipe-Interface oder eine andere Kommunikationsschnittstelle
einwirken, um die Kontrolle darü ber
zu erlangen, welche Daten an die ferne Bedienungsworkstation 24 gesendet
und/oder welche Daten von dieser empfangen werden.
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Z.B.
kann das Kommunikationsbeschränkungsmodul 50 erlauben,
dass Teilbereiche des Benutzerbildschirms zur Überwachung oder zur Abwandlung
bestimmt sind, wenn sie in der Ferne angezeigt werden. Gestützt auf
die graphische Benutzeroberfläche
(GUI), die von der Software und den Steuerungsprogrammen des Bildgebungssystems 10 benutzt
wird, können
Teilbereiche des Anzeigebildschirms zur Abwandlung, zum Verbergen, Überwachen
usw., gestützt
auf die ausgewählte
Communication Pipe, z.B. lokale oder Fernverbindungen ausgewählt werden.
Besonders Teilbereiche des Anzeigebildschirms, die mit Benutzerschnittstellenelementen,
wie Knöpfen,
Auswahldateneingaben, Sliders usw. oder Datenanzeigen, wie Patientenname,
zusammenhängen,
ausgewählt
werden. Z.B. kann eine Befehlsbeschränkungsschnittstelle 51 typischerweise
lokal bei dem Bildgebungssystem 10 vorhanden sein, die
es dem Bediener erlaubt, Benutzerschnittstellenelemente zur speziellen
Behandlung durch das Kommunikationsbeschränkungsmodul 50 auszuwählen. Auf
diese Weise können
beschränkte
Benutzerschnittstellenelemente des Bildgebungssystems 10 bei
der Befehlsbeschränkungsschnittstelle 51 ausgewählt werden,
wodurch eine unterschiedliche Bearbeitung der lokalen und fernen
Benutzerschnittstellen durch das Kommunikationsbeschränkungsmodul 50 erlaubt
wird. Die Auswahl der Benutzerschnittstellenelemente an der Befehlsbeschränkungsschnittstelle 51 kann
durch die Identifizierung spezieller Pixel oder kartesischer Koordinaten
erfolgen, die einem Teilbereich des einzurichtenden Bildschirms
zugeordnet sind. Alternativ kann der beschränkte Status abhängig von
dem verwendeten GUI ein Merkmal standardisierter Objekte sein, das auf
be schränkten
Fernzugriff gesetzt werden kann.
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Die
alleinige Lage oder identifizierende Auswahl beschränkter Objekte,
Pixel oder Bildschirmbereiche, im Folgenden als Schnittstellenregionen
bezeichnet, kann dadurch bei dem Kommunikationsbeschränkungsmodul 50 zur
unterschiedlichen Behandlung von Fernanzeige und -bedienungen eingerichtet
werden. Zusätzlich
kann abhängig
von der verwendeten GUI, wo mehrteilige Bildschirme verwendet werden
können
oder wo übergeordnete
Bildschirme untergeordnete Bildschirme entstehen lassen, in der
Kommunikationsbeschränkungseinrichtung 50 die
Vorbereitung zur dynamischen Anpassung getroffen werden, um es auf
Fenster abzustimmen, die verschoben oder in der Größe verändert werden.
Auf ähnliche
Weise können
Funktionen oder Optionen, die mit einer untergeordneten Schnittstellenregion
in dem übergeordneten
Bildschirm zusammenhängen,
in einem untergeordneten Bildschirm konfiguriert werden, um die
Beschränkungen
des übergeordneten
Bildschirms zu übernehmen.
Auf diese Weise können
die von dem Kommunikationsbeschränkungsmodul 50 geschaffenen
Schutzmaßnahmen
nicht durch Bewegen eines Fensters der GUI oder Verändern seiner
Größe oder
durch Zugriff auf eine beschränkte
Funktion oder Daten über
einen untergeordneten Bildschirm beseitigt oder umgangen werden.
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Beispiele
der Arten unterschiedlicher Behandlung, die in dem Kommunikationsbeschränkungsmodul 50 implementiert
werden können,
beinhalten Sperr- und Schutzfunktionen. Z.B. würde die Sperrung einer Schnittstellenregion
die Anzeige dieser Schnittstellenregion auf der fernen Bedienungsworkstation 24 und
Benutzerhandlung in der Schnittstellenregion z.B. Auswählen oder
Betätigen
eines verborgenen Knopfes verhindern. In ähnlicher Weise würde der Schutz
einer Schnittstellenregion Benutzerhandlung in der Schnittstellenregion
verhindern, wenn auch der Inhalt der geschützten Schnittstellenregion
für den
Fernbenutzer sichtbar sein kann. Um dem Fernbediener dennoch zu
erlauben, zu erkennen, dass eine Schnittstellenregion geschützt ist, kann
die geschützte
Schnittstellenregion visuell unterschieden werden, wie etwa durch
unterschiedliche Färbung,
Tönung,
Helligkeit, Muster, Schraffur, Schattierung usw.
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Indem
wieder auf 2 eingegangen wird, wird ein
Beispiel für
die Implementierung eines Kommunikationsbeschränkungsmoduls 50 geschaffen. Das
Bildgebungssystem 10 erzeugt Bildschirmupdates 52,
die benutzt werden können,
um die angezeigten Daten auf den Monitoren 30 sowohl der
lokalen als auch der fernen Bedienungsworkstation 22, 24 zu
aktualisieren. Der lokale Bildschirm 54 beinhaltet solche
Bildschirmupdates 52, die zu einer Communication Pipe gesendet
worden sind, die an die lokale Bedienungsworkstation 22 gerichtet
ist. Der lokale Bildschirm 54 kann, wie in 3 dargestellt, eine
Vielzahl von Schnittstellenregionen umfassen, wie eine Bilddatenregion 56,
eine Patientendatenregion 58 und einen oder mehrere Knöpfe 60,
die vom Bediener betätigt
werden können.
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Der
lokale Bildschirm 54 kann auf der lokalen Bedienungsworkstation 22 angezeigt
werden, wo ein lokaler Bediener das Bild oder Patientendatenregionen 56, 58 sehen
kann oder einen oder mehrere der Knöpfe 60 betätigen kann.
Wenn der lokale Bediener mit der lokalen Bedienungsworkstation 22,
die den lokalen Bildschirm anzeigt, in Wechselwirkung tritt, um eine
Antwort oder einen Befehl zu erzeugen, können ein oder mehrere Benutzereingaben 62 erzeugt
werden, die zu dem Bildgebungssystem 10 übertragen werden
können.
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Umgekehrt
können
die Bildschirmupdates 52, die an die Communication Pipe
gesendet werden, die an die ferne Bedienungsworkstation 24 gerichtet ist,
durch die Handlung des Kommunikationsbeschränkungsmoduls 50 abgeändert werden.
Speziell kann das Kommunikationsbeschränkungsmodul 50 Sperrung
und Schutz auf ausgewählte
Schnittstellenregionen des Bildschirmupdates 52, wie in
Schritt 64 dargestellt, anwenden, um einen fernen Bildschirm 66 zu
erzeugen. Indem z.B. wieder auf den in 4 dargestellten
fernen Bildschirm 66 eingegangen wird, sind die Bilddatenregion 56 und
der Konfigurationsknopf 68 nicht als Schnittstellenregionen
ausgewählt worden,
die geschützt
oder gesperrt werden und daher so wie auf dem lokalen Bildschirm 54 erscheinen. Die
Patientendatenregion 58 ist jedoch als eine in der Ferne
zu sperrende Schnittstellenregion ausgewählt worden und kann daher als
ein fester Block oder undurchsichtige Region auf dem fernen Bildschirm 66 angezeigt
werden. In ähnlicher
Weise sind der Positionierungsknopf 70 und der Aufnahmeeinleitungsknopf 72 als
in der Ferne zu schützende
Schnittstellenregionen ausgewählt
worden und können
daher mit einer darüber
gelegten Schraffur oder Schattierung angezeigt werden, so dass der
Fernbediener den Inhalt der Schnittstellenregionen sehen kann aber
weiß,
dass die Funktionen gesperrt sind.
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Der
ferne Bildschirm 66 kann vollständig mit Schutzmaßnahmen
und Sperrungen auf der fernen Bedienungsworkstation 24 angezeigt
werden, um von dem Fernbediener betrachtet oder bearbeitet zu werden.
Der Fernbediener kann mit den ungeschützten und nicht gesperrten
Schnittstellenregionen des fernen Bildschirms 66 interagieren,
um Fernbenutzereingaben 74 zu erzeugen, die an das Bildgebungs system 10 gerichtet
sind. Die Fernbenutzereingaben 74 können jedoch bei Schritt 76,
gestützt
auf die Communication Pipe, über
die sie eintreffen, z.B. eine Communication Pipe von einem fernen
Ort gefiltert werden. Während
des Filterschritts kann das Kommunikationsbeschränkungsmodul 50 Fernbedienereingaben 74 entfernen
oder ausschließen,
die aus einer Auswahl durch den Fernbediener innerhalb einer geschützten oder
gesperrten Schnittstellenregion, wie Positionierungs- oder Aufnahmeeinleitungsknöpfen 70, 72 hervorgehen.
Die verbleibenden gefilterten Eingaben 78, z.B. Auswahlvorgänge, die
aus nicht geschützten
und nicht gesperrten Schnittstellenregionen hervorgehen, können danach
dem Bildgebungssystem 10 zur Verfügung gestellt werden.
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Obwohl
das Kommunikationsbeschränkungsmodul 50 so
beschrieben worden ist, dass es Schnittstellenregionen, die zu fernen
Orten gesendet werden, gesperrt und schützt, kann es auch verwendet
werden, um Schnittstellenregionen zu sperren oder zu schützen, die
zu der lokalen Bedienungsworkstation 22 gesendet werden.
Z.B. kann es wünschenswert
sein, einige Schnittstellenregionen in einer ergänzenden Weise zu sperren oder
zu schützen,
so dass eine Schnittstellenregion nicht gleichzeitig einer Auswahl
sowohl durch die lokalen als auch die Fernbediener zugänglich ist.
Indem noch einmal auf 3 eingegangen wird, kann es
in dem vorliegenden Beispiel wünschenswert
sein, den Konfigurationsknopf 68 auf dem lokalen Bildschirm 54 als geschützt darzustellen,
um nur dem Fernbediener zu erlauben, das Bildgebungssystem 10 zu
konfigurieren. Auf diese Weise kann der Fernbediener in der Lage
sein, das Bildgebungssystem 10 zu konfigurieren aber nicht
in der Lage sein, die Systemkomponenten zu positionieren oder die
Aufnahme einzuleiten. Umgekehrt würde der lokale Bediener nicht
in der Lage sein, das Bildgebungssystem 10 zu konfigurieren,
würde aber
in der Lage sein, die Systemkomponenten zu positionieren und die
Aufnahme einzuleiten. Unabhängig
davon ob eine solche ergänzende Implementierung
angewandt wird, erlaubt die vorliegende Technik einem Fernbediener,
wie einem Ingenieur oder Techniker, von ferne in einer kontrollierten Weise
auf das Bildgebungssystem 10 zuzugreifen, während die
Vertraulichkeit des Patienten und die lokale Kontrolle über die
physische Einrichtung erhalten bleibt.
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Obwohl
die vorliegende Technik im Hinblick auf allgemeine Bildgebungstechnologien
erörtert worden
ist, wird ein Durchschnittsfachmann ohne Weiteres erfassen, wie
sie an spezielle Bildgebungsarten angepasst werden kann. Z.B. kann
die vorliegende Technik bei Computertomographiesystemen (CT) angewandt
werden, um eine Fernkonfiguration und Zugang zu dem Bildgebungssystem
zu erlauben, während
die Fernbewegung des Gantryrahmens oder des Patiententischs und
die Fernaktivierung der Röntgenstrahlenquelle
verhindert werden. Indem auf 5 eingegangen
wird, ist ein beispielhaftes Computertomographie(CT)-Bildgebungssystem 100 dargestellt,
das die vorliegende Technik benutzen kann. Wie ein Durchschnittsfachmann
erkennen wird, weist das CT-Bildgebungssystem 100 eine
Strahlenquelle 102 auf, die konfiguriert ist, um Röntgenstrahlung
in einem fächer- oder konusförmigen Strahlenbündel 104 zu
erzeugen. Ein Kollimator 106 bestimmt die Grenzen des Strahlenbündels. Das
Strahlenbündel 104 ist
auf einen Detektor 108 gerichtet, der aus einem Feld von
Fotodioden und Transistoren aufgebaut ist, die das Auslesen von
Ladungen der Dioden erlauben, die durch die Einwirkung der Strahlung
von der Quelle 102 entleert worden sind. Die Strahlenquelle 102,
der Kollimator 106 und der Detektor 108 können auf
einem rotierenden Gantryrahmen 110 montiert sein, der ihnen
erlaubt, typischerweise mit Geschwindigkeiten von näherungsweise
zwei oder mehr Umdrehungen pro Sekunde um ein Objekt gedreht zu
werden. Konfigurationen von CT-Bildgebungssystemen 100,
die sich von der in 5 dargestellten unterschieden,
sind auch möglich,
wie ein Durchschnittsfachmann erkennen wird. Z.B. weist der Detektor 108 in
einigen Konfigurationen einen Ring von Detektorelementen auf, der
nicht rotiert. Diese und andere alternative Konfigurationen, wie Elektronenstrahltomographie
(EBT), liegen sehr wohl im Bereich der vorliegenden Techniken.
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In
der dargestellten Anordnung werden die Quelle 102 und der
Detektor 108 während
eines Untersuchungsvorgangs gedreht, wobei sie eine Serie von Ansichten
eines innerhalb des Gantryrahmens 110 angeordneten Patienten 14 aus
unterschiedlichen Winkelpositionen erzeugen. Eine Anzahl von Ansichten
(z.B. zwischen 500 und 1000) werden bei jeder Umdrehung gesammelt
und eine Anzahl von Umdrehungen wird ausgeführt, so dass der Patient 14 wie
in einem schraubenförmigen
Raster langsam entlang der axialen Richtung des Systems 100 bewegt
wird. Für
jede Ansicht werden Daten von den individuellen Pixelstandorten
des Detektors 108 gesammelt, um eine große Menge
digitaler Daten zu erzeugen. Eine CT-Quellensteuerung 112 steuert
den Betrieb der Strahlungsquelle 102 während eine Gantryrahmen-Tisch-Steuerung 114 die
Rotation des Gantryrahmens 110 und die Steuerung der Bewegung
des Patienten 14 regelt. Wie von einem Fachmann erfasst
wird, umfassen die CT-Quellensteuerung 112 und die Gantryrahmen-Tisch-Steuerung 114 in
der beschriebenen Konfiguration die in 1 dargestellte
Systemsteuerungsschaltung 16.
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Die
von dem Detektor 108 gesammelten Daten können digitalisiert
und an die Datenakquisitionsschaltung 116 weiter geleitet
werden. Die Datenakquisitionsschaltung 116 kann eine einleitende
Bearbeitung der Daten wie zur Erzeugung einer Datei ausführen. Die
Datei kann andere nützliche
Information, wie solche die sich auf Herzzyklen, Positionen innerhalb
des Systems, zu bestimmten Zeiten usw. beziehen, aufnehmen. Eine
Datenverarbeitungsschaltung 118 empfängt danach die Daten und führt einen
weiten Bereich von Datenverarbeitungen und -berechnungen aus. Allgemein
können
alle oder Teile der Daten, die von dem CT-Scanner erfasst worden sind,
auf verschiedene dem Durchschnittsfachmann bekannte Weisen in nützliche
Bilder zurückverwandelt
werden. Speziell die Wiedererrichtung von nützlichen Bildern aus den Daten
beinhaltet Berechnungen der Projektionen der Strahlung auf den Detektor 108 und
die Bestimmung der relativen Schwächungen der Daten an bestimmten
Stellen innerhalb des Patienten 14. Die rohen, die teilweise
verarbeiteten und die vollständig
verarbeiteten Daten können
zur Nachbearbeitung, Speicherung und Bildwiederherstellung weiter
geleitet werden.
-
Die
Daten können
für einen
Bediener, z.B. an einer lokalen Bedienungsworkstation 22,
sofort verfügbar
sein und über
das Netzwerk 26 in die Ferne, wie z.B. zu einer fernen
Bedienungsworkstation 24 übertragen werden. In ähnlicher
Weise können
Befehle und Anweisungen zur Konfiguration und zum Betrieb der CT-Quellensteuerung 112 und
der Gantryrahmen-Tisch-Steuerung 114 über die lokale oder ferne Bedienungsschnittstelle 22, 24 zur
Verfügung gestellt
werden. Wie hierin erörtert,
können
Teile der an die ferne Bedienungsworkstation übertragenen Daten und der von
dieser empfangenen Befehle über das
Kommunikationsbeschränkungsmodul 50,
das zwischen der fernen Bedienungsworkstation 24 und den
entsprechenden Komponenten des CT-Bild gebungssystems 100 arbeitet,
geschutzt oder gesperrt werden. Speziell die Aktivierung der Quellensteuerung 112 und/oder
der Gantryrahmen-Tisch-Steuerung 114 kann vor dem fernen
Bediener gemäß der vorliegenden
Technik gesperrt oder geschützt
werden.
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Ein
anderes Beispiel eines Bildgebungssystems 10 ist ein Magnetresonanzbildgebungssystem 130 (MRI),
das schematisch in 6 dargestellt ist. Das MRI-System 130 weist
einen MR-Scanner 132 auf, in dem ein Patient 14 zur
Erfassung der Bilddaten angeordnet ist. Der Scanner 132 weist
allgemein einen Primärmagneten
auf, um das Magnetfeld zu erzeugen, das gyromagnetisches Material
innerhalb des Körpers
des Patienten beeinflusst. Während
das gyromagnetische Material, typischerweise Wasser und Metabolit,
versucht, sich am Magnetfeld auszurichten, erzeugen Gradientenspulen
zusätzliche
Magnetfelder, die senkrecht aufeinander gerichtet sind. Die Gradientenfelder
wählen
wirkungsvoll eine Gewebescheibe des Patienten zur Abbildung aus
und kodieren die gyromagnetischen Materialien innerhalb der Scheibe
gemäß Phase
und Frequenz ihrer Rotation. Eine Hochfrequenz (HF)-Spule erzeugt
in dem Scanner Hochfrequenzimpulse, um das gyromagnetische Material
zu erregen, und sobald das Material versucht, sich in den Magnetfeldern
neu auszurichten, werden magnetische Resonanzsignale ausgesandt,
die von der Hochfrequenzspule aufgenommen werden.
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Der
Scanner 132 ist mit der Gradientenspulensteuerungsschaltung 134 und
der HF-Spulensteuerungsschaltung 136 verbunden. Die Gradientenspulensteuerungsschaltung 134 erlaubt
die Einstellung verschiedener Impulssequenzen, die Bildgebungs- oder
Untersuchungsmethoden bestimmen, die benutzt werden, um die Bilddaten
zu erzeugen. Die in der Gradientenspulensteuerungsschaltung 134 implementierten
Impulssequenzbeschreibungen werden für bildspezifische Scheiben
und Anatomien ebenso ausgewählt
wie um spezifische Bildgebung von sich bewegendem Material wie Blut
und entmischten Materialien zu erlauben. Die Impulssequenzen können die
Abbildung von Mehrfachschichten sequentiell, wie z.B. zur Analyse
von verschiedenen Organen oder Symptomen, wie auch zur dreidimensionalen Bildwiederherstellung
vorsehen. Die HF-Spulensteuerungsschaltung 136 erlaubt
die Abgabe von Impulsen an die HF-Erregerspule und dient zum Empfangen
und teilweise Verarbeiten der resultierenden empfangenen MR-Signale.
Es sollte auch beachtet werden, dass eine Gruppe von HF-Spulenanordnungen
für spezielle
Anatomien und Zwecke verwendet werden kann. Zusätzlich kann eine einzelne HF-Spule
zur Übertragung
der HF-Impulse mit
einer weiteren Spule, die zum Empfang der resultierenden Signale dient,
verwendet werden.
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Die
Gradienten- und HF-Spulensteuerungsschaltungen 134 und 136 arbeiten
unter der Leitung eines MR-Systemcontrollers 138. Der MR-Systemcontroller 138 führt Impulssequenzbeschreibungen aus,
die den Bilddatenerfassungsprozess bestimmen. Der MR-Systemcontroller 138 wird
allgemein ein bestimmtes Maß an
Anpassung oder Konfiguration der Untersuchungssequenz mit den Mitteln
einer lokalen Bedienungsworkstation 22 oder fernen Bedienungsworkstation 24 gemäß der hierin
beschriebenen Technik erlauben.
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Die
Datenverarbeitungsschaltung 140 empfängt die erkannten MR-Signale
und verarbeitet die Signale, um Daten zur Wiederherstellung zu gewinnen.
Allgemein digitalisiert die Datenverarbeitungsschaltung 140 die
empfangenen Daten und führt
eine zweidimensionale Fast-Fourier-Transformation (FFT = Schnelle
Fourier-Transformation) über
die Signa le aus, um bestimmte Stellen in der ausgewählten Scheibe
aus der die MR-Signale hervorgegangen sind, zu entschlüsseln. Die
resultierende Information gibt einen Hinweis auf die Intensität von MR-Signalen,
die aus verschiedenen Stellen oder Volumenelementen (Voxels) in
der Scheibe hervorgehen. Jedes Voxel kann danach zur Rekonstruktion
in den Bilddaten in eine Pixelintensität umgewandelt werden. Die Datenverarbeitungsschaltung 140 kann
einen breiten Bereich anderer Funktionen, wie z.B. zur Bilderweiterung,
dynamischen Bereichsanpassung, Intensitätsanpassung, Glättung, Schärfung usw.
ausführen.
Die resultierenden verarbeiteten Bilddaten werden typischerweise
zu der lokalen Bedienungsworkstation 22 zum Ansehen und/oder
zur Kurz- oder Langzeitspeicherung
weiter geleitet.
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Wie
im Fall der zuvor beschriebenen Bildgebungssysteme können die
MR-Bilddaten lokal an einem Ort am Scanner angesehen oder an ferne
Orte, wie eine ferne Bedienungsworkstation 24, sowohl innerhalb
einer Einrichtung als auch fern von einer Einrichtung über das
Netzwerk 26 übertragen
werden. Zusätzlich
können
dem MR-Systemcontroller 138 Befehle und Anweisungen zur
Konfiguration und zum Betrieb über
die lokale oder ferne Bedienungsworkstation 22, 24 zur
Verfügung
gestellt werden. Wie hierin erörtert,
kann ein Teil der an die ferne Bedienungsworkstation 24 übermittelten
Daten und der von dort empfangenen Befehle über das Kommunikationsbeschränkungsmodul 50,
das zwischen der fernen Bedienungsworkstation 24 und den
entsprechenden Komponenten des MR-Systems 130 arbeitet,
gesperrt oder geschützt
werden. Speziell können die
Fernbedienung der Gradientensteuerungsschaltung 134 und/oder
der HF-Steuerungsschaltung 136 vor dem Fernbediener gemäß der vorliegenden Technik
gesperrt oder geschützt
werden.
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Zusätzlich zu
MR- und CT-Systemen können andere
medizinische Bildgebungsarten von der vorliegenden Technik profitieren,
wie ein Durchschnittsfachmann erkennt. Z.B. können Tomosynthese, Elektronenstrahltomographie
(EBT), Positronenemissionstomographie (PET) und nuklearmedizinische Systeme
vom beschränkten
Fernbedienerzugriff bei Service und Unterweisung profitieren. Die
Bewegung von Systemkomponenten oder der Betrieb der entsprechenden
Strahlungsquellen kann jedoch gemäß der vorliegenden Technik
geschützt
oder gesperrt werden, um die von ferne eingeleiteten Maßnahmen zu
beschränken.
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Die
hierin offengelegte Technik ist jedoch nicht auf die beschriebenen
speziellen Anwendungen beschränkt
sondern kann auch in anderen Zusammenhängen angewandt werden. Z.B.
kann die Technik bei Bildgebungssystemen außerhalb des medizinischen Bereichs,
wie z.B. bei der Teilprüfung, Gepäckkontrolle
und Qualitätsüberwachung
verwendet werden. Tatsächlich
kann die Technik bei jeder Einrichtung verwendet werden, die von
der Einrichtung eines beschränkten
oder geregelten Fernzugriffs, wie z.B. für Training oder Service verwendet werden,
in denen bestimmte Funktionen der Einrichtung unter lokaler Kontrolle
bleiben müssen.
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Es
wurde eine Technik geschaffen, um die Information, die zwischen
einer fernen Bedienungsworkstation 24 und einem medizinischen
Bildgebungssystem 10 übertragen
wird, zu beschränken. Bei
der vorliegenden Technik werden ein oder mehrere Schnittstellenregionen
der angezeigten Benutzerschnittstelle mit einer oder mehreren Stufen
des Fernzugriffs ausgewählt.
Die ausgewählte
Schnittstellenregion der Benutzerschnittstelle kann danach in einer
Weise, die ihrer Auswahl entspricht, in der Ferne angezeigt werden.
Z.B. können
Schnittstellenregionen, die in einer Stufe ausgewählt worden
sind, in der Ferne nicht lesbar dargestellt werden sondern auf der
fernen Bedienungsworkstation 24 als ein fester Block dargestellt
werden. In ähnlicher
Weise können
Schnittstellenregionen, die auf einer anderen Stufe ausgewählt worden
sind, in der Ferne mit einem visuellen Anzeiger, wie Schattierungen,
Farbe, Tönung,
Schraffur usw. dargestellt werden, um anzuzeigen, dass die entsprechende
Funktion für
Fernbenutzung nicht verfügbar
ist. In ähnlicher
Weise erlaubt die vorliegende Technik, dass Eingaben 74 von der
fernen Bedienungsworkstation 24 gefiltert 76 werden,
um Befehle oder Anweisungen zu entfernen, die aus der Interaktion
mit einer Schnittstellenregion hervorgehen, die als der Fernbenutzung
unzugänglich
ausgewählt
worden ist.
-
Während die
Erfindung vielfältigen
Abwandlungen und alternativen Ausführungsformen zugänglich sein
kann, wurden hier anhand der Figuren spezielle Ausführungsbeispiele
exemplarisch veranschaulicht und im Einzelnen erläutert. Es
sollte allerdings klar sein, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten
Ausführungsformen
beschränkt
ist. Die Erfindung deckt vielmehr sämtliche Modifikationen, äquivalente
Formen und Möglichkeiten
ab, die in den Schutzbereich der Erfindung fallen, wie er durch
die nachfolgenden Ansprüche
definiert ist.
-
- 10
- Bildgebungssystem
- 12
- Bildaufnehmer
- 14
- Patient
- 16
- Systemsteuerungsschaltung
- 18
- Datenakquisitionsschaltung
- 20
- Datenverarbeitungsschaltung
- 22
- lokale
Bedienungsworkstation
- 24
- ferne
Bedienungsworkstation
- 26
- Netzwerk
- 28
- Rechner
- 30
- Monitor
- 32
- Eingabeeinrichtungen
- 50
- Kommunikationsbeschränkungsmodul
- 51
- Befehlsbegrenzungsschnittstelle
- 52
- Bildschirmupdates
- 54
- lokaler
Bildschirm
- 56
- Bilddatenregion
- 58
- Patientendatenregion
- 60
- Knöpfe
- 62
- lokale
Benutzereingaben
- 64
- Anwenden
von Sperr- und Schutzmaßnahmen
- 66
- ferner
Bildschirm
- 68
- Konfigurationsknopf
- 70
- Positionierungsknopf
- 72
- Aufnahmeeinleitungsknopf
- 74
- Fernbenutzereingaben
- 76
- Filtern
der Fernbenutzereingaben
- 78
- Gefilterte
Eingaben
- 100
- CT-Bildgebungssystem
- 102
- Strahlungsquelle
- 104
- Strahlenbündel
- 106
- Kollimator
- 108
- Detektor
- 110
- Gantryrahmen
- 112
- CT-Quellensteuerung
- 114
- Gantryrahmen-Tisch-Steuerung
- 116
- Datenakquisitionsschaltung
- 118
- Datenverarbeitungsschaltung
- 130
- MRI-System
- 132
- MR-Scanner
- 134
- Gradientenspulensteuerungsschaltung
- 136
- HF-Spulensteuerungsschaltung
- 138
- MR-Systemcontroller
- 140
- Datenverarbeitungsschaltung