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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überwachen des Umfelds eines
Geräts,
insbesondere eines medizinischen Geräts, sowie ein entsprechendes
Gerät.
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Insbesondere
im Bereich der Medizintechnik tritt häufig das Problem auf, dass
zur Patientenbehandlung verwendete Geräte Bewegungen ausführen, welche
zu Kollisionen des Geräts
mit Personen, wie z. B. dem behandelnden Arzt oder dem Patienten,
bzw. mit anderen Geräten
führen
können.
Dieses Problem wird dadurch verstärkt, dass heutzutage medizinische
Geräte
oftmals automatisch bzw. teilautomatisch Bewegungen durchführen, so
dass die Gefahr von Kollisionen hierdurch zunimmt. Erschwerend kommt
hinzu, dass medizinische Geräte
oftmals in Umgebungen mit hoher Dynamik und beschränkten Raumverhältnissen
eingesetzt werden.
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Die
oben beschriebenen Probleme treten auch in anderen Bereichen als
in der Medizintechnik auf, beispielsweise beim industriellen Einsatz
von Robotern. Bei industriellen Anwendungen werden Kollisionen dadurch
vermieden, dass der kollisionsgefährdete Bereich besonders gesichert
wird, beispielsweise durch einen Käfig, um hierdurch das Eindringen
von Personen in den Gefährdungsbereich
zu verhindern. Ebenso sind fest installierte Lichtvorhänge bekannt,
bei denen mit einem getrennten Sender und Empfänger bzw. einem Sender-Empfänger-Modul einerseits
und einem Reflektormodul andererseits das Eindringen von Objekten
detektiert wird. Die Detektion beruht dabei auf der Erkennung der
Unterbrechung eines entsprechenden Lichtstrahls zwischen Sender
und Empfänger
bzw. zwischen dem Sender-Empfänger-Modul
und dem Reflektormodul.
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Im
Bereich der Medizintechnik werden zur Kollisionsvermeidung z. B.
Schalter am medizinischen Gerät
bzw. kapazitive Nähe rungsschalter
verwendet. Ebenso ist es bekannt, eine Mehrzahl von Kameras im Raum
zu installieren, durch die mittels geeigneter Verfahren eine Überwachung
des Arbeitsraums sichergestellt ist. Ein Nachteil dieser Lösung ist,
dass die Ortsauflösung
von Näherungsschaltern sehr
gering ist, so dass es oftmals zu Fehlalarmen kommt. Ebenso ist
bei einem am medizinischen Gerät
installierten Schalter der verfügbare
Bremsweg zu kurz, so dass keine schnelle Bewegung des Geräts abgesichert
werden kann.
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Die
nächstkommende
Druckschrift
DE
10 2004 037 859 A1 beschreibt ein Gerät und ein Verfahren zur Kollisionsvermeidung,
wobei basierend auf mindestens einer Quelle zum Aussenden eines optischen
Signals und mindestens einem Sensor zum Detektieren des optischen
Signals unerwünschte
Objekte in einem zu überwachenden
Bereich erkannt werden können.
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Das
Dokument
DE 297 24
767 U1 offenbart eine medizinische Einrichtung mit einer
Vorrichtung zum Erfassen der Position zumindest eines sich in einem
Raum befindlichen Objekts, wobei ein Lichtsender und eine Kamera
zum Erfassen der Position des Objekts im Raum eingesetzt werden.
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Die
Druckschrift
DE 43
35 301 C1 zeigt eine medizinische Anlage, bei der mittels
Fernsehkameras der Raum der Anlage überwacht wird.
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In
dem Dokument
DE
10 2007 003 876 B3 wird ein Verfahren zur Kollisionsüberwachung
und eine medizinische Einrichtung beschrieben, wobei der Bewegungsablauf
einer schnell bewegenden Komponente der medizinischen Einrichtung
unter Verwendung wenigstens einer mit der Komponente mitbewegten
Bildaufnahmeeinrichtung erfasst wird.
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In
der Druckschrift
DE
10 2007 002 401 A1 ist eine medizinische Untersuchungs-
oder Interventionseinrichtung beschrieben, bei der eine Kollisionsüberwachungseinrichtung
vorgesehen ist, welche ein haptisches Anzeigemittel ansteuert, um eine
bevorstehende und/oder eingetretene Kollision einer bewegbaren Komponente
der Einrichtung haptisch zu vermitteln.
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In
der Druckschrift
DE
10 2004 042 489 A1 ist eine medizinische Untersuchungs-
oder Behandlungseinrichtung gezeigt, welche die Position eines durch
einen Roboter geführten
Werkzeugs zur Durchführung
einer medizinischen Untersuchung bzw. Behandlung sowohl mit einem
internen Positionsbestimmungssystem des Roboters als auch einem
externen Positionsbestimmungssystem unabhängig vom Roboter ermittelt.
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Die
Druckschrift
DE 693
27 436 T2 zeigt ein Gerät
zur Röntgenuntersuchung
mit einer Anordnung zum Kollisionsschutz, bei der unter anderem
auch ein Positionsdetektionsmittel zum Detektieren einer Position
einer Komponente des Geräts
verwendet wird.
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In
der Druckschrift
EP
0 087 198 B1 ist ein Verfahren zur Vermeidung der Kollision
von zwei sich gegeneinander bewegenden Körpern beschrieben, wobei mit
Wandlern die Lage der Körper
während
der Bewegung überwacht
wird.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung vorzustellen,
die flexibel und zuverlässig
Kollisionen mit anderen Objekten, insbesondere Personen, verhindern
kann.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 oder ein
Gerät gemäß Patentanspruch
12 gelöst.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
dient zum Überwachen
des Umfelds eines Geräts
und umfasst zumindest eine Detektionseinrichtung, welche im Betrieb
durch eine aktive bzw. direkte Entfernungsmessung an einer Grenze
eines überwachten Raumabschnitts
Objekte detektiert, welche sich relativ zu der zumindest einen Detektionseinrichtung über die
Grenze des Raumabschnitts bewegen. Unter der Relativbewegung von
Objekten ist dabei die Bewegung eines Objekts allein bei stillstehender
Detektionseinrichtung, die Bewegung der Detektionseinrichtung allein
bei stillstehendem Objekt sowie die gleichzeitige Bewegung von Objekt
und Detektionseinrichtung zu verstehen.
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Unter
aktiver Entfernungsmessung ist eine Entfernungsmessung zu verstehen,
bei der durch die Detektionseinrichtung aktiv ein Signal ausgesendet wird,
welches an Objekten in der Umgebung reflektiert bzw. gestreut wird.
Das reflektierte bzw. gestreute Signal wird von der Detektionseinrichtung
empfangen und aus der durch die Reflexion bzw. Streuung hervorgerufenen
Signalveränderung
bzw. der Laufzeit des Signals wird die Entfernung zu den entsprechenden
Objekten, an denen das Signal reflektiert bzw. gestreut wurde, ermittelt.
Das Signal kann dabei beliebig ausgestaltet sein, es kann sich insbesondere um
elektromagnetische Wellen in der Form von sichtbarem oder nicht
sichtbarem Licht, wie z. B. Laserlicht, handeln, oder um andere
Arten von Wellen, wie z. B. Schallwellen und insbesondere Ultraschallwellen.
Im Gegensatz zu einer aktiven Entfernungsmessung wird bei einer
passiven Entfernungsmessung die Entfernung aus Informationen des
mit der Detektionseinrichtung erfassten Bildbereichs extrahiert, beispielsweise
basierend auf einer Verrechnung von erfassten Bildern, welche in
unterschiedlichen Perspektiven aufgenommen wurden.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
umfasst eine Sensoreinrichtung zum Erfassen der Position der zumindest
einen Detektionseinrichtung im Raum. Darüber hinaus ist an der Vorrichtung
eine Ausgabe-Schnittstelle zum Bereitstellen der von der Sensoreinrichtung
erfassten Position an eine Steuereinrichtung des Geräts vorgesehen,
welches durch die Vorrichtung überwacht
wird. Auf diese Weise kann die Position der Detektionseinrichtung
unmittelbar bei der Steuerung des Geräts berücksichtigt werden.
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Bevorzugte
Varianten der in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeten
Detektionseinrichtungen sind z. B. Laserscanner und/oder aktiv entfernungsmessende
3D-Kameras und/oder Ultraschallsensoren.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
hat den Vorteil, dass Detektionseinrichtungen mit aktiver Entfernungsmessung
eine zuverlässige
Detektion von Objekten sowie eine flexible Überwachung von Raumbereichen
auch bei beengten räumlichen
Verhältnissen
ermöglichen.
Erfindungsgemäß wird die direkte
Entfernungsmessung dabei nicht zur Feststellung der Entfernung zu
dem Objekt an sich genutzt wird, sondern zur Detektion des Eindringens von
Objekten in den Raumabschnitt, der durch die Detektionseinrichtung überwacht
wird.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
umfasst die zumindest eine Detektionseinrichtung ein Einstellmittel
zum manuellen und/oder automatischen Einstellen der Position der
zumindest einen Detektionseinrichtung. Auf diese Weise wird eine
variable Positionierung der Detektionseinrichtung ermöglicht,
was mit den eingangs beschriebenen klassischen Lichtvorhängen nicht
erreicht werden kann. Das Einstellmittel kann dabei beliebig ausgestaltet
sein, insbesondere kann das Einstellmittel eine elektrisch und/oder
mechanisch betätigbare Verstelleinrichtung
umfassen, beispielsweise eine motorisch betreibbare Aufhängung und/oder
ein manuell durch einen Bediener verstellbares Stativ.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ferner
eine Bedienerschnittstelle zum Bedienen des Einstellmittels und/oder
zur Anzeige von Informationen betreffend die Einstellung des Einstellmittels
vorgesehen.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
kann ferner eine Leseschnittstelle zum Einlesen von Steuerungsdaten
der Steuereinrichtung zur Steuerung der Bewegung des Geräts umfassen,
welches durch die Vorrichtung überwacht
wird, wobei das Gerät
vorzugsweise wiederum ein medizinisches Gerät ist. Die Vorrichtung ist
dabei vorzugsweise derart ausgestaltet, dass sie auf der oben beschriebenen
Bedienerschnittstelle in Abhängig keit
von den über
die Leseschnittstelle eingelesenen Steuerungsdaten zumindest eine über das
Einstellmittel einzustellende Position der zumindest einen Detektionseinrichtung
ausgeben kann. Hierdurch wird eine geeignete Wechselwirkung der Überwachungsvorrichtung
mit der Steuerung des zu überwachenden
Geräts
erreicht.
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Vorzugsweise
wird dem Bediener auf der Bedienerschnittstelle angezeigt, in welche
Position er die zumindest eine Detektionseinrichtung bewegen soll,
um hierdurch eine an die Bewegungssteuerung des Geräts angepasste
Kollisionsüberwachung
dahingehend zu erreichen, dass ein ausreichender Sicherheitsabstand
zur Bewegung des Geräts
gewährleistet
ist. Das heißt,
die einzustellende Position ist vorzugsweise derart festgelegt,
dass durch die Vorrichtung ein Bereich in der Umgebung des Geräts überwacht
wird, dessen Steuerungsdaten über
die Leseschnittstelle eingelesen werden.
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Anstatt
die einzustellende Position manuell einzustellen, ist es gegebenenfalls
auch möglich, dass
die Vorrichtung in Abhängigkeit
von den über die
Leseschnittstelle eingelesenen Steuerungsdaten automatisch die zumindest
eine Detektionseinrichtung über
das Einstellmittel in eine einzustellende Position verfährt.
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In
einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform
ist die zumindest eine Detektionseinrichtung derart ausgestaltet,
dass sie im Betrieb ein Objekt, welches sich über die Grenze des Raumabschnitts bewegt,
erst dann detektiert, wenn die Bewegung einen Toleranzbereich an
der Grenze des überwachten Raumabschnitts überschreitet.
Hierdurch werden Toleranzsäume
gebildet, so dass nur tatsächlich
in den Raumabschnitt eindringende Objekte detektiert werden und
somit Fehldetektionen vermieden werden.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung gibt die Vorrichtung
im Betrieb einen Alarm bei Vorliegen zumindest einer Bedingung aus,
wobei die zumindest eine Bedingung die Detek tion eines Objekts umfasst,
welches sich relativ zur Detektionseinrichtung über die Grenze des Raumabschnitts
bewegt. Weitere Bedingungen können
beispielsweise durch die Richtung des Eindringens bzw. die Position des
Eindringens an der Grenze des überwachten Raumabschnitts
gegeben sein. Wird durch die Vorrichtung ein Gerät überwacht, kann anstatt bzw.
zusätzlich
zu einem Alarm auch ein Stoppsignal ausgegeben werden, welches an
das Gerät übertragen wird
und das Stoppen der Bewegung des Gerätes auslöst.
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Neben
der oben beschriebenen Vorrichtung umfasst die Erfindung auch ein
Gerät,
insbesondere ein im Betrieb bewegbares medizinisches Gerät, welches
die oben beschriebene Überwachungsvorrichtung
beinhaltet. Vorzugsweise sind dabei dem Gerät eine oder mehrere Detektionseinrichtungen
zugeordnet, wobei zumindest ein Teil der Detektionseinrichtungen
am Gerät
und/oder zumindest ein Teil der Detektionseinrichtungen entkoppelt
von einer Bewegung des Geräts
angeordnet sind. Auf diese Weise wird eine besonders effiziente Überwachung
von sich bewegenden Teilen eines Geräts erreicht, insbesondere können auch
Bereiche überwacht
werden, welche durch das Gerät
selbst oder andere Gegenstände
abgeschattet sind.
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Das
medizinische Gerät
kann jedes beliebige medizinische Gerät sein, wobei mit der Überwachungsvorrichtung
nicht zwangs läufig
auch das Gerät
selbst überwacht
werden muss. Vielmehr kann auch ein anderes Gerät als dasjenige überwacht
werden, zu dem die Überwachungsvorrichtung
gehört.
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Das
medizinische Gerät
kann beispielsweise ein variabel positionierbares Röntgenschutzschild umfassen,
wobei die zumindest eine Detektionseinrichtung vorzugsweise Objekte
detektiert, welche sich über
eine parallel zu dem Röntgenschutzschild verlaufende
Grenze bewegen. Hierdurch wird auf einfache Weise eine Überwachung
eines Röntgengeräts erreicht,
wobei detektiert wird, wenn sich Personen jenseits des Röntgenschutzschildes
in einem Bereich bewegen, in dem sich das Röntgengerät befindet.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann das Gerät, welches
die Überwachungsvorrichtung
umfasst, auch das Röntgengerät selbst sein
bzw. jede andere bildgebende medizinische Vorrichtung. Ein Beispiel
für eine
solche bildgebende medizinische Vorrichtung ist der hinlänglich aus
dem Stand der Technik bekannte C-Bogen. Als C-Bogen kann beispielsweise
ein Modell aus der Reihe AXIOM der Siemens AG eingesetzt werden,
insbesondere AXIOM Artis dFA bzw. AXIOM Artis dBC. Es können jedoch
auch anders ausgestaltete bildgebende medizinische Vorrichtungen
der Reihe AXIOM verwendet werden, insbesondere auch kartesisch geführte Anlagen,
wie AXIOM Aristos FX Plus.
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Wird
als bildgebende medizinische Vorrichtung ein C-Bogen verwendet,
sind eine oder mehrere Detektionseinrichtungen vorzugweise an zumindest einem
Ende des C-Bogens und/oder auf der Innenseite und/oder auf der Außenseite
des C-Bogens vorgesehen.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Figuren
detailliert beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf einen medizinischen Interventionsraum umfassend eine
erste Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung
in der Form eines an einem Deckenstativ montierten Lichtvorhangs;
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2 eine
Ansicht analog zu 1 umfassend eine zweite Ausführungsform
einer Überwachungsvorrichtung
in der Form eines Lichtvorhangs mit einer Bedienerschnittstelle;
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3 eine
Ansicht analog zu 1 umfassend eine dritte Ausführungsform
einer Überwachungsvorrichtung
in der Form eines Lichtvorhangs, welcher an ein Röntgenschutzschild
montiert ist;
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4 eine
Ansicht analog zu 1 umfassend eine vierte Ausführungsform
einer Überwachungsvorrichtung
in der Form eines Lichtvorhangs, der an ein Antriebsmodul gekoppelt
ist;
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5 eine
Ansicht analog zu 1 umfassend eine fünfte Ausführungsform
einer Überwachungsvorrichtung
in der Form eines an einem medizinischen Gerät montierten Lichtvorhangs;
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6 eine
Ansicht eines medizinischen Geräts
in der Form eines C-Bogens umfassend eine sechste Ausführungsform
einer Überwachungsvorrichtung
in der Form von zwei an dem C-Bogen montierten 3D-Kameras;
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7 eine
Ansicht analog zu 6 umfassend Detektionseinrichtungen
zum Überwachen
des Innenbereichs des C-Bogens; und
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8 eine
Ansicht analog zu 1, wobei eine Mehrzahl von Lichtvorhängen im
Interventionsraum installiert ist.
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Im
Folgenden werden Ausführungsformen einer Überwachungsvorrichtung
für ein
medizinisches Gerät
beschrieben, wobei nur solche Ausführungsformen zur Erfindung
gehören,
welche eine Sensoreinrichtung zum Erfassen der Position einer Detektionseinrichtung
und eine Ausgabe-Schnittstelle zur Ausgabe der erfassten Position
an eine Steuereinrichtung des medizinischen Geräts beinhalten.
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1 zeigt
in Draufsicht einen rechteckigen medizinischen Behandlungsraum R,
in dem sich ein Patiententisch 1 mit einem kreisförmigen Kopfende befindet.
Ferner ist ein Röntgengerät in der
Form eines sog. C-Bogens vorgesehen, mit dem Röntgen aufnahmen eines Patienten
auf dem Tisch 1 durchgeführt werden sollen. Der C-Bogen
umfasst an einem seiner Enden einen Röntgenstrahler samt Kollimator 2a,
und am entgegengesetzten Ende ist ein entsprechender Detektor 2b zur
Detektion der Röntgenstrahlung
vorgesehen. Das mit dem C-Bogen aufgenommene Bild von Körperteilen
des Patienten wird einer entsprechenden (nicht gezeigten) Verarbeitungseinheit
zugeführt,
um schließlich
auf Monitoren das Röntgenbild
wiederzugeben. Schematisch sind entsprechende Monitore in 1 mit
Bezugszeichen 3 bezeichnet, wobei sich die Monitore am seitlichen
Fußende
des Tisches 1 befinden. Ferner ist schematisch am Fußende ein
weiteres medizinisches Gerät 4 in
der Form eines EEGs (EEG = Elektro-Enzephalographie) angedeutet.
Darüber
hinaus ist die momentane Aufenthaltsposition eines behandelnden
Arztes als Ellipse mit dem Bezugszeichen D und die momentane Aufenthaltsposition
eines Assistenten als Ellipse mit dem Bezugszeichen A angedeutet.
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Der
C-Bogen 2 ist in eine Vielzahl von unterschiedlichen Positionen
durch den Arzt bzw. seinen Assistenten verfahrbar und gegenüber dem
Patienten ausrichtbar, so dass beliebige Körperbereiche des Patienten
geröntgt
werden können.
Teilweise kann der C-Bogen auch automatisch bzw. teilautomatisch
verfahren werden, beispielsweise bei Durchführung einer Anrück- oder
Abrückfahrt,
um den C-Bogen in die oder weg von seiner Arbeitsposition zu bewegen.
Es besteht hierbei das Problem, dass es beispielsweise durch Unachtsamkeit
des Behandlungspersonals zu Kollisionen des sich bewegenden C-Bogens mit Gegenständen bzw.
Personen im Behandlungszimmer kommen kann. Insbesondere ist zu verhindern,
dass sich Arzt und Assistent in einem Bereich aufhalten, in dem
die Gefahr besteht, dass es aufgrund der Bewegung des C-Bogens zu
Kollisionen kommt.
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Um
solche Kollisionen zu vermeiden, wird gemäß 1 ein schematisch
angedeuteter Laserscanner 5 verwendet, der die senkrechte
Ebene E durch einen sich in dieser Ebene bewegenden Laserstrahl
scannt und hierdurch einen Lichtvorhang bil det. Der Laserscanner
ist dabei an einem manuell verstellbaren Deckenstativ 6 mit
entsprechenden Gelenken 6a und 6b befestigt, wobei
das Stativ an der Decke über
das Gelenk 6b festgemacht ist. Ferner ist die Lage des
Laserscanners unmittelbar an seiner Befestigungsposition am Stativ 6 veränderbar.
Am Laserscanner 5 sowie an den Gelenken 6a und 6b sind
entsprechende Positionssensoren zur Ermittlung der Position des
Lichtvorhangs vorgesehen. Der in der Anordnung der 1 verwendete
Laserscanner sollte kompakte Abmessungen aufweisen, beispielsweise
könnte
das Modell URG 04-LX der Firma Hokuyo verwendet werden.
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Mit
Hilfe des durch den Laserscanner erzeugten Lichtvorhangs wird der
Bereich rechts von der Ebene E dadurch überwacht, dass ein Eindringen eines
Objekts in die Ebene E basierend auf der durch den Laserscanner
durchgeführten
Entfernungsmessung dadurch detektiert wird, dass sich der Abstand zu
einem Objekt in der Ebene E plötzlich
verändert. Sollte
eine solche Detektion eines Objekts stattfinden, wird z. B. ein
entsprechendes Alarmsignal ausgegeben, wobei der Laserscanner auch
mit dem medizinischen Gerät
gekoppelt sein kann, so dass bei der Detektion eines Objekts die
Bewegung des C-Bogens stoppt.
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In
der in 1 gezeigten Ausführungsform sind die Positionssensoren
an den Stellen des Laserscanners 5 und der Gelenke 6a und 6b mit
einer Steuereinheit 7 verbunden, welche zur Steuerung der
Bewegung des C-Bogens 2 dient. Darüber hinaus ist auch die Signalverarbeitung
des Laserscanners 5 mit der Steuereinheit 7 gekoppelt,
so dass ein Detektionssignal der Signalverarbeitung von der Steuereinheit 7 empfangen
werden kann, um daraufhin ein Stoppen des Geräts auszulösen. Ferner wird die über die
Positionssensoren erfasste Position des Lichtvorhangs im Raum an
die Steuereinheit 7 übertragen, wobei
die Steuereinheit ihre Steuerung derart anpassen kann, dass sich
das Gerät 2 immer
in einem Sicherheitsabstand zu der durch den Lichtvorhang erzeugten
Ebene E befindet. Der Sicherheitsabstand kann dabei in Abhängigkeit
von der zu erwartenden Geschwindigkeit der Personen oder Geräte außerhalb des
durch den Lichtvorhang geschützten
Bereichs festgelegt sein. Der geschützte Bereich ist dabei der
rechts von der Ebene E liegende Raumabschnitt, in dem sich der C-Bogen
bewegt.
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2 zeigt
eine Ansicht analog zu 1 umfassend eine Abwandlung
des Lichtvorhangs der 1. In 2 sowie
auch in den nachfolgend beschriebenen 3 bis 8 sind
Bauteile bzw. Objekte, welche Bauteilen bzw. Objekten der 1 entsprechen,
mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Analog zu 1 wird
in 2 durch einen Laserscanner 5 eine Ebene
E gebildet, wobei durch die Entfernungsmessung des Laserscanners
das Eindringen von Objekten in die Ebene E überwacht wird. Der Laserscanner 5 ist
wiederum an einem manuell verstellbaren Deckenstativ 6 befestigt,
und es besteht auch eine Kopplung der Signalverarbeitung des Laserscanners
und entsprechender Positionssensoren am Stativ mit einer Steuereinheit 7 des
C-Bogens 2. Im Unterschied zur Ausführungsform der 1 ist ferner
ein Bedienpanel 8 am Laserscanner 5 vorgesehen,
durch welches ein Bediener von der Steuereinheit 7 eine
Rückmeldung
dahingehend erhält,
inwieweit der durch die Ebene E geschützte Arbeitsraum rechts der
Ebene für
eine durch den C-Bogen auszuführende
Maßnahme
bzw. Aktion ausreichend ist, um sicher Kollisionen zu vermeiden.
Beispielsweise kann der Bediener über das Bedienpanel angewiesen
werden, in welche Richtungen er den Laserscanner und damit die Ebene
E verschieben soll, so dass ein ausreichend großer Arbeitsraum durch den Lichtvorhang
geschützt
wird.
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In 2 ist
unterhalb des Raums R ferner eine Detailansicht eines entsprechenden
Bedienpanels 8 wiedergegeben. Man erkennt in dieser Detailansicht
zunächst
die Ebene E, wobei in der Darstellung oberhalb der Ebene E der geschützte Bereich liegt,
in dem sich der C-Bogen befindet. Auf diese Weise wird eine sichere
Bedienung des Panels durch Arzt bzw. Assistent ermöglicht.
Das Panel umfasst eine Anzeigefläche 8a,
auf der die durch das medizinische Gerät durchzuführende Maßnahme bzw. Aktion angezeigt
wird, wobei die Aktion gegebenenfalls auch durch den Bediener über das
Panel eingegeben werden kann. Ebenso kann die Maßnahme bzw. Aktion zur Anzeige
auf dem Panel auch direkt von der Steuereinheit 7 eingelesen
werden. Auf dem Panel 8 werden dem Bediener durch entsprechende
Pfeile 8b, welche links und rechts des Anzeigefeldes 8a liegen
und nach oben bzw. unten zeigen, Anweisungen gegeben, wie der Lichtvorhang
zu verschieben ist, damit für
die durchzuführende
Maßnahme
bzw. Aktion ein ausreichend großer
Sicherheitsbereich überwacht
wird. Insbesondere kann beispielsweise durch entsprechende Farbveränderung
der Pfeile angedeutet werden, in welche Richtung das Bedienpanel und
damit der Lichtvorhang zu verschieben ist, wobei eine entsprechende
Rückmeldung,
beispielsweise ebenfalls durch Farbveränderung der Pfeile, gegeben
wird, wenn sich der Lichtvorhang in der richtigen Position befindet.
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3 zeigt
eine Darstellung analog zu 1 mit einer
dritten Ausführungsform
eines Lichtvorhangs. Der Lichtvorhang wird wieder durch einen Laserscanner 5 in
einer Ebene E gebildet, wobei der Laserscanner 5 nunmehr
an einem zum Schutz des Behandlungspersonals vorgesehenen Röntgenschutzschild 9 angeordnet
ist. Das Röntgenschutzschild 9 ist
dabei über
ein Deckenstativ 6 analog zu 1 und 2 an
der Decke des Raums R befestigt. Es wird somit kein separates Deckenstativ
für den
Laserscanner 5 verwendet, sondern ein bereits vorhandenes
Stativ kann zur Anbringung des Laserscanners genutzt werden. In 3 ist
eine Ausführungsform
gezeigt, bei der keine Kopplung von Positionssensoren bzw. des Laserscanners
mit einer Steuereinheit des C-Bogens vorliegt. Nichtsdestotrotz
ist es jedoch möglich,
die Ausführungsform
der 3 analog zu den Ausführungsformen der 1 und 2 auszugestalten,
d. h. die Signalverarbeitung des Laserscanners und entsprechende
Positionssensoren mit einer entsprechenden Steuereinheit des Geräts 2 zu
koppeln. Ebenso kann in der Ausführungsform
der 3 analog zur Ausführungsform der 2 ein
entsprechendes Bedienpanel zum Einstellen des Lichtvorhangs vorgesehen
sein.
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4 zeigt
eine Ansicht analog zu 1 mit einer vierten Ausführungsform
eines Lichtvorhangs. Analog zu 3 ist wiederum
ein Röntgenschutzschild 9 im
Behandlungsraum vorgesehen, wobei aus Übersichtlichkeitsgründen die
Deckenbefestigung des Röntgenschutzschilds
nicht gezeigt ist.
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Im
Unterschied zur Ausführungsform
der 3 ist in der Ausführungsform der 4 der
Laserscanner 5 nicht an das Röntgenschutzschild gekoppelt.
Darüber
hinaus unterscheidet sich die Ausführungsform der 4 von
den 1 bis 3 dahingehend, dass der den
Lichtvorhang bildende Laserscanner 5 nicht mehr manuell über ein
Stativ eingestellt wird, sondern eine elektrische Verstellung des
Laserscanners ermöglicht
wird. Hierzu ist an der Decke des Raums R ein (nicht gezeigtes)
Antriebsmodul vorgesehen, auf das der Laserscanner montiert wird
und das den Lichtvorhang entsprechend der geplanten Aktion des medizinischen
Geräts
einstellt. Dies wird wiederum durch eine Kopplung des Antriebsmoduls
mit der Steuereinheit 7 des Geräts 2 ermöglicht,
so dass die durchzuführende
Aktion durch das Antriebsmodul aus der Steuereinheit ausgelesen werden
kann und basierend darauf das Antriebsmodul geeignet verfahren kann.
Es wird somit sowohl der C-Bogen als auch der Lichtvorhang in Abhängigkeit
von der durchzuführenden
Aktion des C-Bogens in koordinierter Weise gesteuert. In 4 ist
eine Ausführungsform
eines Antriebsmoduls gezeigt, welches sowohl über einen Linearantrieb als
auch über einen
Rotationsantrieb verfügt.
Dies wird durch entsprechende Pfeile P1, P2 und P3 angedeutet, welche die
möglichen
Bewegungsrichtungen des Laserscanners wiedergeben. Man erkennt insbesondere,
dass durch den Doppelpfeil P1 eine lineare Bewegung in Längsrichtung
des Raums und durch die Pfeile P2 und P3 eine Rotationsbewegung
gegen bzw. im Uhrzeigersinn ermöglicht
wird.
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5 zeigt
eine Ansicht analog zu 1 umfassend eine fünfte Ausführungsform
eines Lichtvorhangs. Im Unterschied zu den vorangegangenen Ausführungsformen
ist der Laserscanner 5 nunmehr direkt an dem C-Bogen in
der Mitte zwischen den bei den Enden des Bogens befestigt. Der C-Bogen
ist dabei in 5 in einer anderen Position
als in den vorangegangenen Figuren wiedergegeben. Insbesondere ist
der C-Bogen nicht mehr in Seitenansicht, sondern in einer Draufsicht
auf seinen Rücken
gezeigt. Ferner ist in 5 die Positionierungseinrichtung 2c des
C-Bogens schematisch dargestellt. Über eine Vielzahl von Gelenken
wird eine Bewegung des C-Bogens in eine Vielzahl von unterschiedlichen Richtungen,
d. h. mit einer Vielzahl von Freiheitsgraden, ermöglicht.
Die Ausführungsform
der 5 hat den Vorteil, dass bei beengten Platzverhältnissen
im Behandlungsraum der geschützte
Bereich rechts von der Ebene E so klein wie möglich gehalten werden kann,
so dass mehr Platz für
Personal und andere Geräte
vorhanden ist. Der Lichtvorhang ist dabei mit dem C-Bogen so verbunden,
dass er eine Ebene parallel zu der Ebene abdeckt, in welcher der
C-Bogen überwiegend
liegt und welche einem für
verschiedene Aktionen vorzugsweise benötigten Arbeitsraum des C-Bogens
entspricht.
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6 zeigt
eine weitere Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung. Die Überwachungsvorrichtung
umfasst dabei – im Gegensatz
zu dem Laserscanner der vorangegangenen Ausführungsformen – zwei aktiv
entfernungsmessende 3D-Kameras 10 mit aktiver Beleuchtung als
Detektionseinrichtungen. Es können
dabei z. B. Kameras der Firma MESA verwendet werden. Die Kameras
sind an den vorderen Enden des C-Bogens 2 angeordnet und überwachen
jeweils zwei Winkelbereiche B1 und B2 derart, dass Objekte, welche
in den geschützten
Bereich B1 bzw. B2 eintreten, detektiert werden. Die Winkelbereiche
sind dabei dreidimensionale, insbesondere kegelförmige Gebiete. In 6 ist
durch ein entsprechendes Kreuz C eine virtuelle Patientenröhre wiedergegeben,
welche den Bewegungsraum eines Patienten bei einer diagnostischen
Messung mit dem C-Bogen repräsentiert.
Man erkennt, dass durch die Kameras 10 die Möglichkeit besteht,
einen Bereich außerhalb
der Patientenröhre zu überwachen.
Bei der Verwendung eines Laserscanners gemäß den vorhergehenden Ausführungsformen
ist ein solcher Bereich oftmals abgeschattet, beispielsweise durch
den Patiententisch. In 6 ist ferner eine bevorzugte
Rotations richtung des C-Bogens bei der Durchführung von Röntgenmessungen durch den Doppelpfeil
P4 angedeutet. Die Rotation erfolgt dabei um das Isozentrum des
C-Bogens entlang einer senkrecht zur Blattebene verlaufenden und
im Mittelpunkt des Kreuzes C positionierte Achse.
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7 zeigt
eine Ansicht analog zu 6, wobei entsprechende Detektionseinrichtungen
nunmehr im Inneren des C-Bogens
angeordnet sind und dazu dienen, Kollisionen mit dem Patienten zu
vermeiden, wenn der C-Bogen um sein Isozentrum analog zu 6 rotiert,
wobei diese Rotation wieder mit dem Pfeil P4 angedeutet ist. In
diesem Fall werden durch die Detektionseinrichtungen 10 entsprechende Bereiche
B3 und B4 seitlich neben der Strahlungsquelle 2a bzw. dem
Detektor 2b dahingehend überwacht, ob ein Teil des C-Bogens
bzw. ein Teil des Patienten in diese Bereiche eindringt. Die Detektionseinrichtungen
sind dabei vorzugsweise Laserscanner, welche jeweils zwei senkrecht
zur Blattebene verlaufende Ebenen E als Lichtvorhänge erzeugen.
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Die
im Vorangegangenen beschriebenen Ausführungsformen von Überwachungsvorrichtungen
können
auch in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden. Zur Kollisionsvermeidung
in sehr beengten Verhältnissen
lässt sich
beispielsweise ein im Raum installierter Lichtvorhang mit zwei am
Gerät installierten
Lichtvorhängen
kombinieren, um so Kollisionen des Geräts mit zwei Gruppen von Personen zu
vermeiden, beispielsweise mit einer Gruppe von Operateuren und einer
Gruppe von Anästhesisten
im Falle einer Operation. 8 zeigt
ein Beispiel einer Ausführungsform
mit einer Kombination von mehreren Lichtvorhängen, wobei die Ansicht der 8 wiederum
eine Draufsicht auf einen Behandlungsraum R analog zu 1 ist.
Man erkennt, dass mehrere Ärzte
und Assistenten im Behandlungsraum vorhanden sind und der C-Bogen 2 über dem
Patiententisch 1 angeordnet ist. Ferner ist die Positionierungseinrichtung 2c des
C-Bogens wiedergegeben. Zur Vermeidung von Kollisionen mit dem C-Bogen
bzw. dessen Positionierungseinrichtung sind zum Schutz des Behandlungspersonals
rechts vom C-Bogen direkt an dem C-Bogen bzw. der Positionierungseinrichtung entsprechende
Laserscanner 5 mit den Scannebenen E1 bzw. E2 angeordnet.
Darüber
hinaus ist ein über
ein automatisches Antriebsmodul steuerbarer Laserscanner 5 an
der Decke vorgesehen, der in der Scannebene E3 operiert und somit
das Behandlungspersonal links vom Patiententisch schützt.
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Die
im Vorangegangenen beschriebenen Ausführungsformen betreffen unter
anderem eine Überwachungsvorrichtung,
welche durch ein entsprechendes Stativ bzw. ein Antriebsmodul variabel im
Raum positioniert werden kann. Darüber hinaus kann die variable
Positionierung auch dadurch erreicht werden, dass die Überwachungsvorrichtung
an einem sich bewegenden medizinischen Gerät angeordnet ist. Die variable
Positionierbarkeit der Überwachungsvorrichtungen
wird dabei dadurch gewährleistet,
dass die verwendeten Detektionseinrichtungen auf einer aktiven Entfernungsmessung
beruhen, bei der durch die Detektionseinrichtung aktiv Signale, z.
B. in Form von elektromagnetischen Wellen bzw. Schallwellen, ausgesendet
werden, wobei durch die Detektion der an Objekten reflektierten
Signale die Entfernung zu den Objekten direkt gemessen wird. Es
wird durch die verwendeten Detektionseinrichtungen somit detektiert,
wenn ein Objekt in den zu überwachenden
Bereich eindringt, da dann ein vorgegebener Abstand zur Detektionseinrichtung
unterschritten ist.