DE102012204018A1

DE102012204018A1 - Steuerungseinheit

Info

Publication number: DE102012204018A1
Application number: DE102012204018A
Authority: DE
Inventors: Rainer Graumann; Sorin-Alexandru Neagu
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2012-03-14
Filing date: 2012-03-14
Publication date: 2013-09-19
Anticipated expiration: 2032-03-15
Also published as: US20130243160A1; CN103300871A; US9782143B2; DE102012204018B4; CN103300871B

Abstract

Mit der vorliegenden Vorrichtung und dem dazugehörigen Verfahren wird eine Positionierung und/oder Ausrichtung eines medizinischen Gerätes über ein berührungssensitives Bedienfeld vorgegeben.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein dazugehöriges Verfahren zur Steuerung für ein medizinisches Gerät.
Mobile Röntgengeräte werden an den Operationstisch gefahren um vor und/oder während sowie nach einem operativen Eingriff von dem Behandlungsbereich am Patienten Röntgenbilder aufzunehmen. Um einen freien Zugang zum Arbeitsbereich am Operationstisch zu erhalten, wird ein mobiler C-Bogen häufig nach jeder Aufnahme oder jedem Aufnahmezyklus wieder in eine Parkposition abseits des Operationstisches geschoben. Eine Repositionierung des mobilen C-Bogens beispielsweise am OP-Tisch erfordert einen erhöhten Zeitaufwand da hier minimale Positionsänderungen unter einer Vielzahl von möglichen Bewegungsrichtungen durchzuführen sind bis eine Position und/oder Ausrichtung erreicht wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitere Vorrichtung und ein dazugehöriges Verfahren zur Steuerung eines medizinischen Gerätes anzugeben.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 oder 7.
Mit der Vorrichtung und dem dazugehörigen Verfahren wird ein Tablet-PC mit einem berührungssensitiven Bedienfeld Bewegungssteuerung eines mobilen medizinischen Gerätes verwendet, wobei der Tablet-PC eine Bedieneinheit mit mindestens einer Funktionseinheit zur Initiierung von Steuersignalen für eine Positionierung und/oder Ausrichtung des medizinischen Gerätes aufweist.
Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass der C-Bogen ohne Kraftaufwand in eine bestimmte Position und/oder Ausrichtung bringbar ist.
Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass die Position und Ausrichtung des C-Bogens speicherbar ist.
Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass die Steuerungen bezüglich Richtung und Bewegungs- bzw. Drehgeschwindigkeit der motorisierten Antriebsmittel des C-Bogens mittels Steuersignalen die durch eine berührungssensitive Bedienoberfäche eines Tablet-PC´s initialisiert durchgeführt werden.
Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass beispielsweise Parkpositionen des C-Bogens oder Positionen des C-Arms des C-Bogens abspeicherbar sind und mit einem Auswahlmenü und Markierungs- oder Navigationshilfen dort wieder repositionierbar sind.
Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass die Bewegungsrichtung des mobilen C-Bogens ausgehend von einem ersten Ausgangspunkt und einer mittels eines auf der Bedienoberfläche des Tablet-PC´s mit einem Hilfsmittel oder Finger gesetzten Zielort oder gezeichneten Strecke abgeleitet und daraus Steuersignale für eine Bewegungsrichtung errechnet werden.
Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass die Bewegungsgeschwindigkeit des mobilen C-Bogens aus der Länge des Richtungsvektors abgeleitet wird.
Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass bei Aufhebung der Berührung der Bedienoberfläche des Tablet-PC´s in einer diesem zugeordneten Recheneinheit Steuersignale zum Stoppen des mobilen C-Bogens initialisiert werden.
Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass nach einer Betätigung einer für eine Repositionierung des mobilen C-Bogens zu betätigenden Funktionsfeldes Steuersignale für die Steuerung des mobilen C-Bogens initiiert werden.
Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass mittels zweier Berührungspunkte auf der Bedienoberfläche des Tablet-PC´s eine Parallelverschiebung des mobilen C-Bogens, beispielsweise zum Operationstisch durchgeführt wird.
Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass der Tablet-PC auch von Personen die sterile Handschuhe tragen bedienbar ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:
1 die Anordnung des Bedienfeldes an einem medizinischen Gerät und
2 ein Ablaufdiagramm.
Mit der vorliegenden Vorrichtung und dem dazugehörigen Verfahren wird eine Positionierung und/oder Ausrichtung eines mobilen Gerätes, insbesondere eines C-Bogens, über ein berührungssensitives Bedienfeld aufgezeigt.
In 1 ist ein medizinisches Gerät C, insbesondere ein mobiler C-Bogen, mit einer Bedieneinheit B gezeigt. Diese Bedieneinheit B, beispielsweise in der Ausprägung eines Tablet-PC`s TPC, ist in dieser Darstellung an der Stirnseite des Chassis T des mobilen C-Bogens C platziert. Der Tablet-PC TPC ist variabel an dem Chassis des medizinischen Gerätes anordenbar. Mit einem Kugelgelenk mit Telekopstativ kann die Bedieneinheit B von einem Benutzer beliebig ausgerichtet werden damit eine auf einen Benutzer optimierte Bedienung ermöglicht wird. Das Bedienfeld ist in eine Vielzahl von auswählbaren Funktionen aufweisenden Funktionseinheiten unterteilt. Die einzelnen einstellbaren Funktionen werden durch einen Kontakt mit dem Display bzw. der Benutzeroberfläche des Bedienfeldes BF der Bedieneinheit B ausgewählt. Der Kontakt mit der Benutzeroberfläche kann mittels eines Fingers oder eines beliebigen stabförmig ausgebildeten Hilfsmittels F erfolgen. Die für eine Navigation des mobilen C-Bogens notwendigen Rechenoperationen zur Erzeugung von Steuersignalen für die motorisierten Einheiten werden in dem Tablet-PC TPC selbst oder in dem Chassis des mobilen C-Bogens angeordneten Recheneinheit durchgeführt. Durchgeführt werden die Rechenoperationen zur Bildung der nötigen Steuersignale sowohl für die Antriebsmittel des Chassis um den mobilen C-Bogen zu verfahren, als auch die Steuersignale zur Einstellung des Angulations- und/oder Orbitalwinkels A, O des C-Bogens. Die Aktivierung der einzelnen Antriebsmittel werden jeweils durch Antippen der Funktionsfelder in den Funktionseinheiten FE1, ..., FE8 auf dem Bedienfeld BF des Tablet-PC TPC angestoßen. Eine halbkreisförmige Verschwenkung S des C-Bogens CB ist wie in der 2 angedeutet möglich.
In 2 ist das Bedienfeld BF der Bedieneinheit B wiedergegeben. Dieses Bedienfeld BF ist in eine Vielzahl von Funktionsfelder aufweisenden Funktionseinheiten FE1, ..., FE8 unterteilt. Durch Berührung der Funktionsfelder sind jeweils spezifische Funktionen abrufbar. Die Funktionseinheiten FE1, ..., FE8 sind in Ihrer Gesamtheit wiedergegeben. Die einzelnen Funktionseinheiten FE1, ..., FE8 können jeweils das gesamte Bedienfeld BF oder einen Großteil dessen belegen. Mit einer ersten und fünften Funktionseinheit FE1, FE5 werden die Antriebsmittel im Chassis T oder am C-Bogen CB aktiviert. Mit einer zweiten und sechsten Funktionseinheit FE2, FE6 wird die Bewegungsrichtung für den Chassis T oder den C-Bogen CB eingestellt. Mit einer dritten und siebten Funktionseinheit FE3, FE7 wird jeweils die Bewegungs- bzw. Drehgeschwindigkeit vorgegeben und mit einer vierten und achten Funktionseinheit FE4, FE8 werden Positionen des Chassis und die Auslenkungen des C-Bogens CB für eine mögliche Repositionierung abgespeichert. Zur besseren Orientierung wird in dem Bedienfeld der zweiten Funktionseinheit FE2 ein Grundriss mit möglichen Einrichtungsgegenständen sowie im Bedienfeld der sechsten Funktionseinheit FE6 ein möglicher Operationstisch OP eingeblendet.
Ausgehend von der gezeigten Darstellung wird die Steuerung in die für das Chassis T und den C-Bogen CB unterteilt. Die Steuerung des Chassis T erfolgt in der linken und die Steuerung des C-Arms des C-Bogens CB in der rechten Hälfte des Bedienfeldes BF der Bedieneinheit B.
Eine Positionierung oder Repositionierung des Chassis T beginnt mit einer Aktivierung der Antriebsmittel über die Berührung der Funktionsfelder der ersten Funktionseinheit FE1. Soll der Chassis T, dass heißt, die gesamte medizinische Einheit C verschoben werden, so berührt beispielsweise der Benutzer einen als Funktionsfeld definierten ersten Ausgangspunkt AP in der zweiten Funktionseinheit FE2 mit dem Finger. Die Richtung in die der Chassis T bewegt werden soll, wird durch ein Antippen eines Ortes innerhalb eines abgebildeten Raumgrundrisses RG vorgegeben. Angedeutet sind eine Vielzahl von Bewegungsrichtungen BW1, BW2, BW3, ..., BWn. Die gezeigte Darstellung mit dem ersten Ausgangspunkt AP gibt eine Draufsicht und den aktuellen Aufenthaltsort der medizinischen Einheit C innerhalb des Raumgrundrisses RG des Operationsraumes wieder. In diesem Operationsraum ist ein Operationstisch OP angedeutet. Das Funktionsfeld ist mit einer Seitenansicht des jeweiligen medizinischen Gerätes schemenhaft hinterlegt. Ist die Bewegungsrichtung in Form eines Richtungsvektors BWx auf dem Display des Tablet-PC´s wiedergegeben, so kann den Antriebsmitteln mittels Steuersignalen und/oder durch das Anlegen einer Versorgungsspannung die Bewegungsgeschwindigkeit mittels der dritten Funktionseinheit FE3 vorgegeben werden. Die Vorgabe erfolgt durch Berührung der dritten Funktionseinheit FE3. Ausgehend von dem Richtungsvektor BWx der ausgehend vom ersten Ausgangspunkt AP zum Zielpunkt gebildet wird kann eine Variation der Bewegungsgeschwindigkeit für das Chassis durch eine Verlängerung oder eine Verkürzung des angezeigten Richtungsvektors BWx erfolgen. Eine mögliche rückwärtsgerichtete Bewegungsrichtung ist mit – und eine vorwärtsgerichtete Bewegungsrichtung ist mit + im Bedienfeld angedeutet. Eine Verlängerung des Richtungsvektors hat eine Erhöhung bzw. eine Verkürzung des Richtungsvektors hat eine Verringerung der Fahrgeschwindigkeit zur Folge. Während der Verfahrung des Chassis T bleibt der Kontakt des Fingers oder des Hilfsmittels mit der Oberfläche des Bedienfeldes BF bestehen. Wird der Kontakt mit der Oberfläche der Bedieneinheit B im gleichen Abstand zum Ausgangspunkt AP gehalten, bleibt die Geschwindigkeit konstant. Wird der Zeigefinger auf einer Kreisbahn um den ersten Ausgangspunkt AP bewegt, so ändert sich die aktuelle Bewegungsrichtung unter Beibehaltung der Geschwindigkeit. Die Einstellung der Geschwindigkeit kann auch über eine auf dem Bedienfeld B eingeblendete Skala mit möglichen Geschwindigkeitsangaben angegeben werden. Die Richtungsänderung wird durch Veränderung des Richtungsvektors BWx erreicht. Wird der Kontakt zur Oberfläche des Tablet-PC´s unterbrochen, so stoppt der Chassis. Ein Stopp des Chassis erfolgt auch bei einer drohenden Kollision des medizinischen Gerätes C mit möglichen Gegenständen die sich in dessen Bewegungskorridor befinden. Eine entsprechende Signalisierung an die Recheneinheit erfolgt durch Bewegungsdetektoren. Hat der Chassis T seinen Bestimmungsort erreicht, so kann die Ist-Position abgespeichert werden. Die Ist-Position wird beispielsweise durch optische oder elektromagnetische Detektoren aufgenommen und in einer dem Tablet-PC zugeordneten Recheneinheit in Navigationsdaten für die mobile Einheit umgerechnet. Eine Vielzahl von Ist-Positionen AT, BT, CT, DT, ... können jeweils in dem vierten Funktionsfeld FE4 abgespeichert werden. Soll eine Position des mobilen C-Bogens C beispielsweise an den Operationstisch OP nach einer Parkposition wieder eingenommen werden, so kann diese durch Betätigung einer zugehörigen Returntaste RAT, ..., RET wieder angefahren werden. Ist der Weg zwischenzeitlich durch einen Gegenstand versperrt, so werden dem Betreiber eine Umgehung angeboten und auf dem Display angezeigt.
Auf der rechten Seite der in 2 dargestellten Bedieneinheit B sind die Funktionseinheiten FE5, ..., FE8 für eine Ausrichtung des C-Bogens CB wiedergegeben. Nach einer Aktivierung werden durch ein Antippen der Bedienoberfläche BF Funktionsfelder der sechsten Funktionseinheit FE6 ausgewählt. Ausgewählt werden Mittels der sechsten Funktionseinheit FE6 der Orbitalwinkel O und/oder Angulationswinkel A oder eine Verschwenkung S des C-Bogens. Ausgehend von einer Ruheposition oder der aktuellen Stellung des C-Bogens kann der gewünschte Winkel nach einer Einblendung eines Kreises mit Winkelangaben durch Berühren von diesem mit dem Zeigefinger oder eines anderen zylindrischen, stiftartigen Hilfsmittels vorgegeben werden. Ist die Eingabe abgeschlossen, so schwenkt der C-Bogen durch Vorgabe einer Drehgeschwindigkeit S1, S2, S3 die mittels der Funktionsfelder in der Funktionseinheit FE7 vorgebbar sind in die gewünschte Ausrichtung. Mit S1 kann eine geringe Drehgeschwindigkeit und S3 eine höhere Drehgeschwindigkeit ausgewählt werden. Eine Drehbewegung im Uhrzeigersinn ist mit Sx + angezeigt. Wird die Berührung mit dem Bedienfeld aufgehoben so stoppt die Bewegung des C-Bogens CB. Eine Umkehr der Bewegungsrichtung mit – Sx auf dem Funktionsfeld angezeigt. Eine Endposition kann durch Abspeicherung der Winkeldaten für eine spätere Repositionierung Ac, ..., Ec; RAc, ..., REc des C-Bogens in der achten Funktionseinheit FE8 abgespeichert werden.
Der mobile C-Bogen kann auf dem Bedienfeld BF als Punkt, Icon oder mit einer perspektivischen Darstellung dargestellt werden. Soll beispielsweise das mobile medizinische Gerät C nach der Aktivierung der Antriebsmittel bewegt werden, so wird mit dem stiftähnlichen Hilfsmittel die Oberfläche des Touchscreens berührt. Ausgehend von dem ersten Ausgangspunkt AP zu einem Berührungspunkt berechnet der Tablett-PC den Richtungsvektor BWx. Über den eingegebenen Richtungsvektor BWx kann zum Einen die Richtung die Bewegungsrichtung des mobilen Gerätes C und zum Anderen mit der Länge des Richtungsvektors auch die Geschwindigkeit vorgegeben werden. Mittels zweier Berührungspunkte auf der Bedienoberfläche des Tablet-PC´s wird eine Parallelverschiebung des mobilen C-Bogens C, beispielsweise zum Operationstisch OP durchgeführt wird. Mit der dritten Funktionseinheit FE3 kann die maximale Geschwindigkeit für das mobile Gerät C vorgegeben werden. Das mobile Gerät C weist zusätzlich Kollisionsvektoren auf von jeweils Steuersignale zum Stoppen des Gerätes erzeugt werden wenn ein Hindernis selektiert wurde. Mittels z.B. elektromagnetischer Sensoren oder einer Ultraschallsensorik ist die Position des mobilen Gerätes innerhalb eines Raumes ermittelbar. Diese Koordinaten können durch Betätigen einer in der vierten und achten Funktionseinheit FE4, FE8 abgebildeten Funktionstaste gespeichert werden. Ist eine Ruheposition für das medizinische Gerät C erreicht, so kann der Aufenthaltsort durch Antippen einer Ruhepositionstaste abgespeichert werden. Wird beispielsweise zu einer weiteren Röntgenaufnahme der mobile C-Bogen C wieder am Operationstisch OP benötigt, so kann über ein Aktivieren der Antriebsmittel und betätigen einer Returntaste RAT, ..., RET; RAC, ..., REC ein bereits festgelegter Zielpunkt automatisch wieder erreicht werden.
Bezugszeichenliste

C: mobiler C-Bogen
T: Chassis
CB: C-Bogen/C-Arm
TPC: Tablet-PC
B: Bedieneinheit
BF: Bedienfeld
AP: erster Ausgangspunkt
A: Angulationswinkel
O: Orbitalwinkel
S: Schiftbewegung
BWn: Richtungsvektor
S1, S2, S3: Bewegungsgeschwindigkeit C-Bogen
FE1: erste Funktionseinheit
FE2: zweite Funktionseinheit
FE3: dritte Funktionseinheit
FE4: vierte Funktionseinheit
FE5: fünfte Funktionseinheit
FE6: sechste Funktionseinheit
FE7: siebte Funktionseinheit
FE8: achte Funktionseinheit
F: Finger, zylinderförmiges Hilfsmittel
AT, ..., ET: Ist Position Chassis
Ac, ..., Ec: IST Position C-Bogen
RAT, ..., RET: Returntaste Chassis
RAc, ..., REc: Returntaste C-Bogen
RG: Raumgrundriss
OP: Operationstisch
–Sx: Rückwärts(gegen Uhrzeigersinn) gerichtete Bewegung des C-Bogens CB
+Sx: Vorwärts(mit Uhrzeigersinn) gerichtete Bewegung des C-Bogens CB

Claims

Vorrichtung zur Steuerung eines mobilen medizinischen Gerätes, dadurch gekennzeichnet, dass ein Tablet-PC (TPC) zur Bewegungssteuerung des mobilen medizinischen Gerätes (C) vorgesehen ist, dass der Tablet-PC (TPC) ein berührungssensitives Bedienfeld (BF) aufweist, dass das Bedienfeld (BF) einer Bedieneinheit (B) des Tablet-PC (TPC) mindestens eine Funktionseinheit (FE1, FE2, ..., FE8) zur Initiierung von Steuersignalen für eine Positionierung und/oder Ausrichtung des medizinischen Gerätes (T, CB, C) aufweist.
Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mobile medizinische Gerät (C) ein mobiler C-Bogen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Funktionseinheit (FE2) zur Vorgabe für eine Bewegungsrichtung für eine mobile medizinische Einheit (C) vorgesehen ist, wobei ausgehend von einem ersten Ausgangspunkt (AP) und einem Berührungspunkt auf der Oberfläche des Bedienfeldes (BF) ein Richtungsvektor (BWn) gebildet und daraus Steuersignale für Antriebsmittel des mobilen medizinischen Gerätes (C) abgeleitet werden.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Funktionseinheit (FE3) zur Vorgabe einer Bewegungsgeschwindigkeit für das mobile medizinische Gerät (C) vorgesehen ist, dass ausgehend vom ersten Ausgangspunkt (AP) unter Beibehaltung der Richtung des Richtungsvektors (BWn) aus einer vorgebbaren Länge des Richtungsvektors (Bwn) eine Bewegungsge-schwindigkeit für das mobile medizinische Gerät (C) abgeleitet wird, wobei für eine bestehende Länge eine Anfangsgeschwindigkeit vorgegeben wird und diese durch verlängern oder verkürzen des Richtungsvektors erhöht oder reduziert wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine sechste Funktionseinheit (FE6) zur Vorgabe einer Ausrichtung des C-Bogens (CB)vorgesehen ist, wobei unter Bewegungsrichtungen (O, A, S) für den C-Bogen (CB) ausgewählt und eine Winkeleinstellung vorgebbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine siebte Funktionseinheit (FE6) zur Vorgabe einer Drehgeschwindigkeit für den C-Bogen (CB)vorgesehen ist.
Verfahren zur Steuerung eines mobilen medizinischen Gerätes (C), dadurch gekennzeichnet, dass mit einem Bedienfeld (BF) einer Bedieneinheit (B) des Tablet-PC (TPC) mindestens eine Funktionseinheit (FE1, FE2, ..., FE8) Steuersignalen für eine Positionierung und/oder Ausrichtung des medizinischen Gerätes (T, CB, C) initiiert werden.
Verfahren nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von einem ersten Ausgangspunkt (AP) und einem Berührungspunkt auf der Oberfläche des Bedienfeldes (BF) ein Richtungsvektor (BWn) gebildet und daraus Steuersignale für Antriebsmittel des mobilen medizinischen Gerätes (C) abgeleitet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend vom ersten Ausgangspunkt (AP) unter Beibehaltung der Richtung des Richtungsvektors (BWn) aus der vorgebbaren Länge des Richtungsvektors eine Bewegungsgeschwindigkeit für das mobile medizinische Gerät (C) abgeleitet wird, wobei für eine bestehende Länge eine Anfangsgeschwindigkeit vorgegeben vorgebbar ist und diese durch ein Verlängern oder ein Verkürzen des Richtungsvektors (BWx) erhöht oder reduziert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewegungsrichtung (O, A, S) für den C-Bogen (CB) auswählbar und eine Winkeleinstellung sowie eine Drehgeschwindigkeit vorgebbar sind.