DE102012207114A1

DE102012207114A1 - Touch-sensitive operation unit for e.g. computer tomograph, utilized for performing safety-relevant action in patient, has controlling unit outputting release signal for controlling medical device during durations of contacts

Info

Publication number: DE102012207114A1
Application number: DE102012207114A
Authority: DE
Inventors: Dominik Hartleib; Harald Karl; Heiko Oester; Dietmar Sierk
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2012-04-27
Filing date: 2012-04-27
Publication date: 2013-06-13

Abstract

The operation unit (1) has an input field (3) with a set of touch sensors (2) arranged in matrix manner and partly and independently controlled and evaluated. A touch controlling unit is attached to the operation unit and formed such that the measurement results of touch sensors are evaluated according to contacts and time gap between the contacts. The controlling unit outputs a release signal for controlling a medical device during durations of the two contacts in case of simultaneous contacts or the contacts to be provided with reduced time gap. An independent claim is also included for a method for operating a medical device with a touch-sensitive operation unit.

Description

Die Erfindung betrifft eine berührungsempfindliche Bedieneinheit gemäß dem Patentanspruch 1, ein Verfahren zur Bedienung insbesondere eines medizinischen Gerätes mittels einer berührungsempfindlichen Bedieneinheit gemäß dem Patentanspruch 9 und ein medizinisches Gerät zur Durchführung einer sicherheitsrelevanten Aktion gemäß dem Patentanspruch 8. The invention relates to a touch-sensitive control unit according to claim 1, a method for operating in particular a medical device by means of a touch-sensitive control unit according to claim 9 and a medical device for performing a safety-related action according to claim 8.

Mittels berührungsempfindlicher Bedieneinheiten wie Touchscreens, Touchpads, Tastschirmen, Sensorbildschirmen und dergleichen können im Allgemeinen durch Berührung einer Oberfläche von Teilen eines mit einer Anzeige ausgestatteten Bedienfeldes Funktionen und Programme oder andere Geräte gesteuert werden. Die Berührung entspricht einer Benutzereingabe, wobei die technische Umsetzung der Eingabe für den Benutzer quasi unsichtbar ist. Das Bedienfeld weist dabei einen oder mehrere Berührungssensoren auf, welche die Berührung und deren Position erfassen. Touchscreens werden heutzutage in vielen Bereichen eingesetzt, z.B. als Infomonitore, bei Smartphons oder zur Ansteuerung von unkritischen Geräten. By touch-sensitive operating units such as touchscreens, touchpads, touchscreens, touchscreens and the like, functions and programs or other devices can generally be controlled by touching a surface of parts of a display-equipped control panel. The touch corresponds to a user input, wherein the technical implementation of the input for the user is virtually invisible. The control panel has one or more touch sensors, which detect the touch and its position. Touch screens are used today in many fields, e.g. as information monitors, for smartphones or for the control of non-critical devices.

Für eine Bedienung von sicherheitsrelevanten Gerätefunktionen im medizinischen Bereich, die insbesondere negative Auswirkungen auf Personen, Patienten und/oder ein Untersuchungsergebnis zur Folge haben können, werden solche berührungsempfindliche Bedieneinheiten bisher nicht eingesetzt, da diese die für ein derartiges Gerät geforderte Erstfehlersicherheit entsprechend der internationalen Richtlinie IEC 60601-1:2005 nicht erfüllen. Alternativ könnten solche Geräte auch bezüglich Sicherheitslevel SIL2 gemäß der internationalen Richtlinie IEC 61508 statt auf Erstfehlersicherheit gemäß IEC 60601-1:2005 bewertet werden, was von den heute eingesetzten Geräten ebenfalls nicht erfüllt wird. Bei derartigen Geräten handelt es sich beispielsweise um medizinische Geräte wie Diagnose- und Interventionssysteme in der Angiographie, Kardiologie oder Neurologie, oder z.B. um Roboter oder dergleichen. Bekannte Bedieneinheiten zur Bedienung von medizinischen Geräten, die Touchscreens ähnlich sind, nutzen z.B. zweikanalig ausgeführte Bedienknöpfe, die unter einer Dekorfolie angeordnet sind. Bei diesen Bedienknöpfen ist eine in der Richtlinie geforderte Verifizierung einer Bedienung gewährleistet und SIL 2 oder mehr wird erreicht. For an operation of safety-relevant device functions in the medical field, which may in particular have negative effects on persons, patients and / or an examination result, such touch-sensitive control units are not used, since these required for such a device first-fault safety according to the international Directive IEC 60601-1: 2005 do not fulfill. Alternatively, such devices could also comply with safety level SIL2 according to the international standard Directive IEC 61508 instead of first fault safety according to IEC 60601-1: 2005, which is also not fulfilled by the devices used today. Such devices are, for example, medical devices such as diagnostic and intervention systems in angiography, cardiology or neurology, or, for example, robots or the like. Known operating units for operating medical devices that are similar to touchscreens use, for example, two-channel running control buttons, which are arranged under a decorative film. With these control buttons, a verification of an operation required in the guideline is guaranteed and SIL 2 or more is achieved.

Aus der DE 10 2009 036 860 A1 ist eine Bedieneinheit bekannt, welche eine fehlersichere Touchbedienung vorsieht. Ein berührungsempfindlicher Sensor ist mit einem Taster verbunden, so dass gleichzeitig mit der Berührung eine Betätigung des Tasters erfolgt, wodurch eine Bedienperson eine haptische Rückmeldung über eine erfolgte Bedienaktion erhält. Der berührungsempfindliche Sensor funktioniert auf der Basis eines kapazitiven Berührungsmessverfahrens, bei welchem eine durch eine Berührung ausgelöste Kapazitätsänderung einer leitfähigen Oberfläche gemessen wird. Die Fehlersicherheit wird durch eine doppelte Bedienungsauslösung mittels zweier verschiedener Berührungssensoren erzielt. From the DE 10 2009 036 860 A1 an operating unit is known, which provides a fail-safe touch operation. A touch-sensitive sensor is connected to a button, so that simultaneously with the touch, an actuation of the button takes place, whereby an operator receives a haptic feedback on an operator action performed. The touch-sensitive sensor operates on the basis of a capacitive touch measurement method in which a capacitive change in capacitance of a conductive surface triggered by a touch is measured. The failure safety is achieved by a double operation triggering by means of two different touch sensors.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine berührungsempfindliche Bedieneinheit und ein medizinisches Gerät mit einer solchen Bedieneinheit bereitzustellen, welche eine einfache und sichere Bedienung insbesondere von medizinischen Geräten unter Einhaltung der notwendigen Sicherheitsrichtlinien ermöglichen. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Bedienung insbesondere eines medizinischen Gerätes mittels einer berührungsempfindlichen Bedieneinheit bereitzustellen. It is an object of the present invention to provide a touch-sensitive control unit and a medical device with such a control unit, which allow a simple and safe operation, in particular of medical devices in compliance with the necessary safety guidelines. Furthermore, it is an object of the invention to provide a method for operating in particular a medical device by means of a touch-sensitive operating unit.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine berührungsempfindliche Bedieneinheit gemäß dem Patentanspruch 1, durch ein medizinisches Gerät gemäß dem Patentanspruch 8 und durch ein Verfahren zur Bedienung insbesondere eines medizinischen Gerätes mittels einer berührungsempfindlichen Bedieneinheit gemäß dem Patentanspruch 9. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der zugehörigen Unteransprüche. The object is achieved by a touch-sensitive control unit according to claim 1, by a medical device according to claim 8 and by a method for operating in particular a medical device by means of a touch-sensitive control unit according to claim 9. Advantageous embodiments of the invention are each the subject of the associated dependent claims.

Erfindungsgemäß ist eine berührungsempfindliche Bedieneinheit, insbesondere zur Bedienung eines medizinischen Gerätes, aufweisend ein Eingabefeld mit einer Vielzahl von Berührungssensoren, wobei die Berührungssensoren insbesondere matrixartig angeordnet und zumindest teilweise unabhängig voneinander ansteuerbar und auswertbar sind, vorgesehen, wobei die Bedieneinheit derart ausgebildet ist, dass zwei Berührungen, die an verschiedenen Berührungspositionen gleichzeitig oder mit einem geringen zeitlichen Abstand, insbesondere unter 1 s oder unter 0,5 s, erfolgen, erfassbar sind, und wobei der Bedieneinheit ein Steuerungsmittel zugewiesen ist, welches derart ausgebildet ist, die Messergebnisse der Berührungssensoren hinsichtlich einer Berührung und hinsichtlich des zeitlichen Abstands zwischen den Berührungen oder Berührungsabbrüchen auszuwerten und im Falle von zwei gleichzeitig oder mit einem geringen zeitlichen Abstand vorliegenden Berührungen während der Dauer der zwei Berührungen ein Freigabesignal, insbesondere zur Ansteuerung des medizinischen Gerätes, weiterzugeben. Eine berührungsempfindliche Bedieneinheit kann zum Beispiel ein Touchscreen, Touchpad, Tastschirm, Sensorbildschirm oder dergleichen sein. Als Steuerungsmittel kann z.B. ein Touch-Controller oder ein Teil einer Systemsteuerung eines medizinischen Geräts verwendet werden. Das Steuerungsmittel bildet ein Sicherheitssystem. Zusätzlich kann eine Recheneinheit vorgesehen sein. According to the invention, a touch-sensitive operating unit, in particular for operating a medical device, having an input field with a plurality of touch sensors, wherein the touch sensors are arranged in particular matrix-like and at least partially independently controllable and evaluable provided, wherein the operating unit is designed such that two touches which are detectable at different touch positions simultaneously or at a short time interval, in particular below 1 s or below 0.5 s, and wherein the operating unit is assigned a control means which is designed to measure the touch sensors with respect to a touch and in terms of the time interval between touches or touch breaks and in the case of two simultaneous or short time touches during the duration of the two Touching a release signal, in particular for controlling the medical device to pass. A touch-sensitive operation unit may be, for example, a touch screen, touch pad, touch screen, touch screen, or the like. As a control means, for example, a touch controller or a part of a system control of a medical device can be used. The control means forms a security system. In addition, a computing unit can be provided.

Die Erfindung umfasst außerdem ein Verfahren zur Bedienung des medizinischen Gerätes mit der Bedieneinheit mit den folgenden Schritten:

– Durchführung von, insbesondere kontinuierlichen, Berührungsmessungen mittels der Vielzahl von Berührungssensoren,
– Auswertung der Messergebnisse hinsichtlich von Berührungen und hinsichtlich eines zeitlichen Abstands zwischen mindestens zwei Berührungen, und
– Weitergabe eines Freigabesignals zur Freigabe der Ansteuerung des medizinischen Gerätes nur für den Fall, dass (a) mindestens zwei Berührungen innerhalb eines vorgegebenen zeitlichen Abstands, insbesondere unter 0,5 s oder unter 0,1 s, gemessen werden, und dass (b) die zwei Berührungen direkt auf Null Berührungen folgen, für die Dauer der zwei Berührungen.

The invention also includes a method for operating the medical device with the operating unit with the following steps:

Performing, in particular continuous, touch measurements by means of the plurality of touch sensors,
Evaluation of the measurement results with regard to touch and with regard to a time interval between at least two touches, and
Passing on a release signal for enabling the actuation of the medical device only in the event that (a) at least two touches are measured within a predetermined time interval, in particular below 0.5 s or below 0.1 s, and that (b) the two touches directly follow zero touches for the duration of the two touches.

Unter den kontinuierlichen Berührungsmessungen ist zu verstehen, dass an die Vielzahl von Berührungssensoren z.B. derart eine Spannung angelegt ist, dass im Rahmen des menschlichen Reaktionsvermögens kontinuierlich eine Änderung durch eine Berührung erfassbar ist. Die Auswertung erfolgt dahingehend, dass überprüft wird, ob mittels der Berührungsmessungen jeweils zwei Berührungen registriert werden, ob diese Berührungen gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig sind und ob diese Berührungen auf einen Zustand ohne Berührungen folgen. Sind die Bedingungen erfüllt, so wird für die Dauer der beiden Berührungen ein Freigabesignal weitergegeben, mit dem das medizinische Gerät ansteuerbar ist. Wird jedoch z.B. nur eine einzige Berührung gemessen oder folgen die zwei Berührungen auf eine einzelne Berührung, so ist anzunehmen, dass es sich hierbei um einen Messfehler oder Defekt oder ein Versehen handelt und es wird kein Freigabesignal weitergegeben. Insbesondere erfolgt außerdem eine Unterbrechung des Freigabesignals, also eine Beendigung der Freigabe, falls der Abbruch von zumindest einer der beiden Berührungen gemessen wird. Among the continuous touch measurements, it should be understood that the plurality of touch sensors, e.g. such a voltage is applied that in the context of human reactivity continuously a change is detectable by a touch. The evaluation is carried out in such a way that it is checked whether two touches are registered by means of the touch measurements, whether these touches are simultaneous or nearly simultaneous and whether these touches follow a state without touching. If the conditions are met, then for the duration of the two touches a release signal is passed, with which the medical device can be controlled. However, if e.g. if only a single touch is measured or if the two touches are in response to a single touch, it is to be assumed that this is a measurement error or defect or a mistake and no release signal is passed on. In particular, there is also an interruption of the enable signal, ie a termination of the release, if the termination of at least one of the two contacts is measured.

Der zeitliche Abstand zwischen der Betätigung der beiden Berührungen sollte möglichst klein sein, da eine nahezu gleichzeitige Bedienung Voraussetzung für eine Bedienung sein soll. Der zeitliche Abstand kann z.B. als maximal 1 s oder 0,5 s vorgegeben sein. The time interval between the actuation of the two contacts should be as small as possible, since an almost simultaneous operation is required for operation. The time interval may e.g. be specified as a maximum of 1 s or 0.5 s.

Mittels der erfindungsgemäßen Bedieneinheit kann eine Fehlersicherheit erzielt werden, welche den erforderlichen Sicherheitsrichtlinien nach der Richtlinie IEC 60601−1:2005 für medizinische Geräte entspricht. Erfindungsgemäße Bedieneinheiten können also insbesondere für medizinische Geräte mit sicherheitsrelevanten Funktionen eingesetzt werden, bei denen Personen gefährdet sind. Neben der Berührung kann mittels der erfindungsgemäßen Bedieneinheit auch der Abbruch einer Berührung, also das „Loslassen“, mit beiden Berührungsmessverfahren nachgewiesen und damit mit der erforderlichen Fehlersicherheit verifiziert werden. By means of the operating unit according to the invention, an error security can be achieved, which meets the required safety guidelines according to the Directive IEC 60601-1: 2005 for medical devices. Control units according to the invention can therefore be used in particular for medical devices with safety-relevant functions in which persons are endangered. In addition to the touch, by means of the operating unit according to the invention, the termination of a touch, that is, the "release", can be detected with both contact measuring methods and thus verified with the required fault tolerance.

Durch die Modifizierung kann ein normalerweise unsicheres Eingabemedium wie ein Touch−Screen durch die Auswertung für die Generierung einer sicheren Information verwendet werden. Es ist mit der Erfindung möglich, ohne die Notwendigkeit von zwei verschiedenen Sensoren zur Bestätigung einer Bedienungshandlung eine sichere Bedienung zu gewährleisten. Dabei werden z.B. die Eigenschaften von insbesondere matrixartig angeordneten, teilweise unabhängigen Berührungssensoren (z.B. als MAR Touch = Multi Analog Resistive Touch) genutzt. Due to the modification, a normally insecure input medium such as a touch screen can be used by the evaluation for the generation of secure information. It is possible with the invention to ensure safe operation without the need for two different sensors for confirmation of an operation. In doing so, e.g. used the properties of, in particular, matrix-like, partially independent touch sensors (e.g., as MAR Touch = Multi Analog Resistive Touch).

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein Steuerungsmittel vorgesehen und derart ausgebildet, die Messergebnisse der Berührungssensoren hinsichtlich der Berührungspositionen auszuwerten und zumindest eine sicherheitsrelevante, von den Berührungspositionen abhängige Funktion des medizinischen Geräts zu aktivieren. Dieses weitere Steuerungsmittel entspricht einem Produktivsystem, welches zusätzlich zu dem ersten Steuerungsmittel (Sicherheitssystem) vorhanden ist. Das Produktivsystem kann z.B. durch einen zusätzlichen Controller gebildet werden oder es kann die Systemsteuerungseinheit des medizinischen Geräts verwendet werden, welche beide Controller aufweist. Nach einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden für die Dauer der beiden Berührungen zusätzlich die Messergebnisse hinsichtlich der Berührungspositionen ausgewertet und wird zumindest eine sicherheitsrelevante, von den Berührungspositionen abhängige Funktion des medizinischen Geräts aktiviert. Während das Sicherheitssystem nur die Freigabe oder den Abbruch der Freigabe überwacht, werden durch das Produktivsystem z.B. die genauen Koordinaten der Berührungen ausgewertet und die entsprechenden Befehle daraus abgeleitet (z.B. rechts, links, auf, ab, Strahlung an usw.). Um eine sicherheitsrelevante Funktion des medizinischen Geräts zu aktivieren, muss einerseits vom Produktivsystem das richtige Kommando erfasst worden sein und gleichzeitig vom Sicherheitssystem eine entsprechende Bedienung erkannt und freigeben sein. Diese UND-Verknüpfung bringt die Sicherheit. According to a further embodiment of the invention, a control means is provided and configured to evaluate the measurement results of the touch sensors with respect to the touch positions and to activate at least one safety-relevant function of the medical device that depends on the touch positions. This further control means corresponds to a productive system which is present in addition to the first control means (security system). The productive system may e.g. may be formed by an additional controller or the system control unit of the medical device may be used which has both controllers. According to a further embodiment of the method according to the invention, the measurement results with respect to the touch positions are additionally evaluated for the duration of the two touches, and at least one safety-relevant function of the medical device which is dependent on the contact positions is activated. While the security system only monitors the release or abort of the release, the productive system e.g. the exact coordinates of the touches are evaluated and the corresponding commands derived therefrom (e.g., right, left, up, down, radiation on, etc.). In order to activate a safety-relevant function of the medical device, on the one hand the correct command must have been recorded by the productive system and, at the same time, a corresponding operation must be recognized and released by the safety system. This AND link brings security.

Für das Einleiten einer sicheren Bedienhandlung ist im Rahmen der Erfindung der Übergang von keiner Berührung zu zwei Berührungen an verschiedenen Berührungspositionen notwendig (die sichere Bedienhandlung kann auch länger andauern). Dadurch werden Stuck−At−Fehler wie die dauerhafte Erfassung einer Berührung (Kurzschluss in einem Berührungssensor) oder die nicht mehr mögliche Erfassung eines Tastendrucks (Reihe oder Spalte oder Berührungssensor defekt) erkannt und beherrscht. Das Erfassen der Positionen kann mit einer nicht sicheren Messeinrichtung erfolgen und die Plausibilisierung der Bediensequenz (z.B. keine Berührung zu zwei Berührungen) muss durch einen sicheren Controller (Sicherheitssystem) erfolgen; dieser gibt bei der richtigen Sequenz auch den Sicherheitskreis frei. For the initiation of a safe operating action is within the scope of the invention, the transition from no touch to two touches at different touch positions necessary (the safe operation can last longer). This will cause stucco-at faults such as the permanent detection of a touch (short in a touch sensor) or those that are no longer possible Detection of a key press (row or column or touch sensor defective) detected and controlled. The detection of the positions can be done with a non-safe measuring device and the plausibility of the operating sequence (eg no contact with two contacts) must be made by a secure controller (safety system); this also releases the safety circuit for the correct sequence.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Berührungssensoren jeweils in Zeilen und Spalten angeordnet und die Zeilen und Spalten jeweils voneinander unabhängig ansteuerbar und auswertbar. Hierfür ist z.B. ein MAR Touch (Multi Analog Resistive) mit vielen Berührungssensoren, die als Matrix in Reihen und Spalten angeordnet sind, geeignet. Die Erfindung ist insbesondere anwendbar für Multi Analog Resistive Touches, die auf Basis der 4-Draht-Technologie oder 5-Draht-Technologie oder ggf. auch kundenspezifisch ausgeführt sind. Solche MAR-Touches gewährleisten bei entsprechender Verschaltung eine Unabhängigkeit der Reihen und Spalten der Matrix untereinander. Ist ein Berührungssensor defekt, so kann das Eingabefeld dennoch weiter verwendet werden. Durch die Ausnutzung der Konstruktion in Kombination mit einem Steuerungsmittel zur Auswertung können bestimmte Fehler ausgeschlossen werden. Durch das Ausnutzen bestimmter Fehlerausschlüsse kombiniert mit einer Bediensequenz kann die sichere Bedienung garantiert werden. According to one embodiment of the invention, the touch sensors are each arranged in rows and columns and the rows and columns each independently controlled and evaluated. For this purpose, e.g. a MAR Touch (Multi Analog Resistive) with many touch sensors, which are arranged as a matrix in rows and columns suitable. The invention is particularly applicable to Multi Analog Resistive Touches, which are based on 4-wire technology or 5-wire technology or possibly also customized. Such MAR touches ensure an independence of the rows and columns of the matrix with each other with appropriate interconnection. If a touch sensor is defective, the input field can still be used. By exploiting the design in combination with a control means for evaluation certain errors can be excluded. By taking advantage of certain fault exclusions combined with a control sequence, safe operation can be guaranteed.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Bedieneinheit derart ausgebildet, dass die Berührungen durch ein resistives Berührungsmessverfahren oder ein kapazitives Berührungsmessverfahren erfassbar sind. Hierbei handelt es sich um bekannte und einfach realisierbare Berührungsmessverfahren. According to one embodiment of the invention, the operating unit is designed such that the touches can be detected by a resistive contact measuring method or a capacitive touch measuring method. These are known and easily realizable touch measurement methods.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weisen die Berührungssensoren je zwei gegenüberliegende, elektrisch leitfähige, im Grundzustand voneinander elektrisch getrennte Schichten auf, die durch eine Berührung der der Berührung zugewandten ersten Schicht seitens einer Bedienperson an der Berührungsposition mittels Druck miteinander leitend verbindbar sind, und ist das resistive Berührungsmessverfahren derart ausgebildet, dass während einer an die erste leitfähige Schicht angelegten Gleichspannung eine Messung der Spannung zwischen der ersten und der zweiten leitfähigen Schicht durchführbar ist. Das resistive Berührungsmessverfahren ist ein bekanntes Verfahren zum Nachweis von Berührungen auf Touchscreens und ähnlichem. Bei der resistiven Messung wird die Gleichspannung an eine Seite der oberen Schicht angelegt und fällt gleichmäßig bis zum gegenüberliegenden Rand der Schicht ab. Durch die Berührung werden die beiden Schichten leitend miteinander verbunden; am Berührungspunkt ist die Spannung beider Schichten gleich. Zwischen dem Rand der zweiten Schicht und den beiden gegenüberliegenden Ränder der ersten Schicht können zwei Spannungen gemessen und miteinander verglichen werden. Auf diese Weise kann sogar die genaue Position der Berührung auf dem Berührungssensor bestimmt werden. According to a further embodiment of the invention, the touch sensors each two opposing, electrically conductive, in the ground state of each other electrically separate layers, which are connected to one another by touching the first layer facing the touch by an operator at the contact position by pressure with each other, and is resistive contact measuring method designed such that during a voltage applied to the first conductive layer DC voltage measurement of the voltage between the first and the second conductive layer is feasible. The resistive touch measurement method is a known method for detecting touches on touch screens and the like. In the resistive measurement, the DC voltage is applied to one side of the upper layer and drops evenly to the opposite edge of the layer. The two layers are conductively connected by the contact; At the point of contact, the tension of both layers is the same. Between the edge of the second layer and the two opposite edges of the first layer, two voltages can be measured and compared with each other. In this way, even the exact position of the touch on the touch sensor can be determined.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weisen die Berührungssensoren je eine elektrisch leitfähige Schicht auf, die durch eine Berührung eine Kapazitätsänderung erfährt, und ist das kapazitive Berührungsmessverfahren derart ausgebildet, dass bei einer an die leitfähige Schicht angelegten hochfrequenten Wechselspannung eine Kapazitätsänderung messbar ist. Das kapazitive Berührungsmessverfahren ist ein bekanntes Verfahren zum Nachweis von Berührungen auf Touchscreens und ähnlichem. Bei der kapazitiven Messung („self capacitance“ und „mutual capacitance“) wird ein hochfrequentes Wechselfeld an die erste Schicht angelegt. Durch eine Berührung entsteht ein (geringer) Ladungstransport und es kann eine Kapazitätsänderung direkt oder über einen Strom gemessen werden. Auch hier kann die genaue Berührungsposition bestimmt werden. According to a further embodiment of the invention, the touch sensors each have an electrically conductive layer which undergoes a capacitance change by contact, and the capacitive touch measurement method is designed such that a capacitance change can be measured when a high-frequency alternating voltage is applied to the conductive layer. The capacitive touch measurement method is a known method for detecting touches on touch screens and the like. In the capacitive measurement ("self capacitance" and "mutual capacitance"), a high-frequency alternating field is applied to the first layer. A touch results in a (low) charge transport and a capacitance change can be measured directly or via a current. Again, the exact touch position can be determined.

Zweckmäßigerweise für eine einfache Bedienung weist die Bedieneinheit ein Display auf, welches unterhalb der Berührungssensoren angeordnet ist, wobei die Berührungssensoren zumindest teilweise transparent ausgebildet sind. Es kann sich hierbei um ein Flüssigkristalldisplay, insbesondere ein Aktiv-Matrix-Display, ein OLED-Display oder ähnliches handeln. Conveniently, for ease of operation, the operating unit has a display, which is arranged below the touch sensors, wherein the touch sensors are at least partially transparent. This may be a liquid crystal display, in particular an active matrix display, an OLED display or the like.

Die Erfindung umfasst außerdem ein medizinisches Gerät, insbesondere ein medizinisches Bildgebungsgerät, zur Durchführung einer sicherheitsrelevanten Aktion, mit mindestens einer erfindungsgemäßen berührungsempfindlichen Bedieneinheit. Sicherheitsrelevante Funktionen können z.B. die Betätigung von Röntgenstrahlung oder die Bewegung einer Gerätekomponente (C-Bogen, Patientenliege etc.) sein. The invention also encompasses a medical device, in particular a medical imaging device, for carrying out a safety-relevant action, with at least one touch-sensitive operating unit according to the invention. Security relevant functions may e.g. be the operation of X-rays or the movement of a device component (C-arm, patient bed, etc.).

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gemäß Merkmalen der Unteransprüche werden im Folgenden anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele in der Zeichnung näher erläutert, ohne dass dadurch eine Beschränkung der Erfindung auf diese Ausführungsbeispiele erfolgt. Es zeigen: The invention and further advantageous embodiments according to features of the subclaims are explained in more detail below with reference to schematically illustrated embodiments in the drawing, without thereby limiting the invention to these embodiments. Show it:

1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Berührungssensors, 1 a view of a touch sensor according to the invention,

2 eine Draufsicht eines in eine Vielzahl von Berührungssensoren eingeteilten Eingabefeldes, 2 a top view of an input field divided into a plurality of touch sensors,

3 eine Abfolge eines erfindungsgemäßen Verfahrens und 3 a sequence of a method according to the invention and

4 einen Aufbau und eine Signalübertragung eines erfindungsgemäßen medizinischen Geräts. 4 a structure and a signal transmission of a medical device according to the invention.

In der 1 ist ein Schnitt durch einen Berührungssensor 2 eines Eingabefeldes einer berührungssensitiven Bedieneinheit 1 gezeigt, welcher Berührungssensor 2 zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem resistiven Berührungsmessverfahren geeignet ist. Der Berührungssensor 2 weist eine erste, obere, einer Berührung zugewandte Schicht 4 und eine zweite Schicht 5, die unterhalb der ersten Schicht 4 angeordnet ist, auf. Zwischen der ersten Schicht 4 und der zweiten Schicht 5 befindet sich im Grundzustand eine Luftschicht 7. Damit die beiden Schichten sich nicht versehentlich berühren können, sind Abstandshalter 8 in regelmäßigen Abständen zwischen den Schichten angeordnet. Die erste und die zweite Schicht sind leitfähig ausgebildet und außerdem ist die erste Schicht 4, deren Oberseite die Berührungsoberfläche 6 bildet, flexibel ausgebildet und kann durch eine Berührung mittels leichtem Druck in Richtung der zweiten Schicht 5 eingedrückt werden. Die erste Schicht 4 kann zum Beispiel von einer Folie gebildet werden, die von einer leitfähigen Beschichtung (z.B. Indiumzinnoxid) beschichtet oder leitfähig durchwirkt ist, die zweite Schicht 5 kann von einer beschichteten Glasscheibe gebildet sein. Unterhalb der zweiten Schicht 5 ist ein Display 9 angeordnet, welches zur Anzeige z.B. von zu betätigenden Feldern geeignet ist. Die erste und die zweite Schicht sowie die Abstandshalter 8 sind bevorzugt transparent ausgebildet, so dass das Display 9 sichtbar ist. Das Display 9 kann z.B. von einem Flüssigkristalldisplay gebildet sein. Mittels des Berührungssensors 2 kann eine resistive Berührungsmessung mit angelegter Gleichspannung durchgeführt werden. In the 1 is a section through a touch sensor 2 an input field of a touch-sensitive control unit 1 shown which touch sensor 2 suitable for carrying out a method according to the invention with a resistive contact measuring method. The touch sensor 2 has a first, upper, contact-facing layer 4 and a second layer 5 that is below the first layer 4 is arranged on. Between the first shift 4 and the second layer 5 is in the ground state an air layer 7 , So that the two layers can not touch each other accidentally, there are spacers 8th arranged at regular intervals between the layers. The first and second layers are conductive and also the first layer 4 whose top is the contact surface 6 forms, flexible and can by a touch by means of light pressure in the direction of the second layer 5 be pressed. The first shift 4 For example, it may be formed from a film which is coated or conductively coated by a conductive coating (eg, indium tin oxide), the second layer 5 may be formed by a coated glass sheet. Below the second layer 5 is a display 9 arranged, which is suitable for displaying eg fields to be actuated. The first and second layers as well as the spacers 8th are preferably transparent, so that the display 9 is visible. the display 9 may be formed for example by a liquid crystal display. By means of the touch sensor 2 For example, a resistive touch measurement with applied DC voltage can be performed.

In der 2 ist eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Bedieneinheit 1 gezeigt, welche ein Eingabefeld 3 aufweist, welche Bedieneinheit aus einer Vielzahl von Berührungssensoren 2 (wie in 1 gezeigt) aufgebaut ist. Die Berührungssensoren sind zum Beispiel matrixartig angeordnet und können bevorzugt einzeln oder aber zeilen- oder spaltenweise ausgewertet und ausgelesen werden. Die Berührungssensoren können z.B. alternativ auch in unregelmäßigen Strukturen angeordnet sein und/oder unterschiedlich große Flächen aufweisen. Wichtig ist vor allem, dass die Bedieneinheit zwei gleichzeitige Berührungen registrieren kann. Nicht gezeigt sind die elektrischen Kontaktierungen der Berührungssensoren, welche jedoch für einen Fachmann hinreichend bekannt sind. Alternativ kann die Bedieneinheit auch von rein kapazitiven Berührungssensoren gebildet sein, welche im Unterschied zu den in 1 gezeigten resistiven Berührungssensoren nur mindestens eine leitfähige Schicht aufweisen, und über Änderung der Kapazität dieser Schicht eine Berührung detektieren kann. In the 2 is a plan view of an operating unit according to the invention 1 shown which an input box 3 has which operating unit of a plurality of touch sensors 2 (as in 1 shown) is constructed. The touch sensors are arranged, for example, in the form of a matrix and can preferably be evaluated and read out individually or else in rows or columns. Alternatively, the touch sensors may, for example, also be arranged in irregular structures and / or have surfaces of different sizes. Above all, it is important that the control unit can register two simultaneous touches. Not shown are the electrical contacts of the touch sensors, which, however, are well known to a person skilled in the art. Alternatively, the operating unit may also be formed by purely capacitive touch sensors which, in contrast to the in 1 shown resistive touch sensors only have at least one conductive layer, and can detect a change in the capacitance of this layer a touch.

In der 4 ist schematisch ein medizinisches Gerät 11 mit einer bewegbaren Komponente 12 und einer Systemsteuerung 13 gezeigt, welches Gerät mittels der berührungsempfindlichen Bedieneinheit 1 bedient werden kann; in der 3 ist das entsprechende erfindungsgemäße Verfahren gezeigt. Das medizinische Gerät 11 kann z.B. von einem Bildgebungsgerät wie einem C-Bogen-Röntgengerät, einem Computertomographen oder einem Magnetresonanzgerät gebildet werden. Die bewegliche Komponente kann z.B. von einem C-Bogen, einer Patientenliege oder einer Gantry gebildet werden. Alternativ kann auch eine andere sicherheitsrelevante Funktion wie die Aussendung von Röntgenstrahlung o.ä. angesteuert werden. Zunächst erfolgt ein Start 14 des Verfahrens, z.B. indem die Bedieneinheit oder das medizinische Gerät angeschaltet werden. Dadurch wird in einem ersten Schritt 15 die Vielzahl von Berührungssensoren aktiv geschaltet und eine kontinuierliche Messung (z.B. kapazitives oder resistives Messverfahren) durchgeführt. Dadurch wird eine kontinuierliche Erfassung von Berührungen möglich. In the 4 is schematically a medical device 11 with a movable component 12 and a system control 13 shown which device by means of the touch-sensitive control unit 1 can be served; in the 3 the corresponding inventive method is shown. The medical device 11 can be formed for example by an imaging device such as a C-arm X-ray machine, a computed tomography or a magnetic resonance device. The movable component can be formed for example by a C-arm, a patient bed or a gantry. Alternatively, another safety-relevant function such as the emission of X-rays or similar. be controlled. First, a start 14 of the method, for example by the control unit or the medical device are turned on. This will be in a first step 15 the plurality of touch sensors actively switched and a continuous measurement (eg capacitive or resistive measurement method) performed. This allows continuous detection of touches.

Erste Messergebnisse M1 werden an einen ersten Controller 19 (ein Sicherheitssystem) übertragen und dort in einem zweiten Schritt 17 dahingehend ausgewertet, ob sie zwei Berührungen an zwei verschiedenen Berührungspositionen innerhalb eines vorgegebenen, geringen zeitlichen Abstands in direkter Abfolge nach Null Berührungen ergeben. Der erste Controller 19 kann Teil einer Systemsteuerung 13 oder einer anderen Steuerungseinheit sein. Sind die Kriterien erfüllt (Abfolge Null Berührungen – zwei Berührungen; zeitlicher Abstand gering, z.B. kleiner als 0,5 s; zwei Berührungen an verschiedenen Berührungspositionen), so wird in einem dritten Schritt 18 ein Freigabesignal S weitergeleitet. Das Freigabesignal kann ein diskretes Signal sein oder auch als Telegramm über Kommunikationsstrecken übertragen werden. Dabei wird das Freigabesignal S nur so lange weitergeleitet, wie die beiden Berührungen andauern. Nur wenn die Freigabe erfolgt, kann eine Bedienung der bewegbaren Komponente 12 (oder anderen sicherheitsrelevanten Funktion) des medizinischen Gerätes 11 überhaupt erfolgen. First measurement results M1 are sent to a first controller 19 (a security system) and there in a second step 17 are evaluated as giving two touches at two different touch positions within a given short time interval in direct succession after zero touches. The first controller 19 can be part of a control panel 13 or another control unit. If the criteria are met (sequence zero touches - two touches, time interval low, eg less than 0.5 s, two touches at different contact positions), then in a third step 18 a release signal S forwarded. The enable signal may be a discrete signal or transmitted as a telegram via communication links. The release signal S is forwarded only as long as the two contacts continue. Only when the release is made, an operation of the movable component 12 (or other safety-related function) of the medical device 11 at all.

Gleichzeitig mit der Weiterleitung der ersten Messergebnisse M1 werden zweite Messergebnisse M2, die (teilweise) mit den ersten Messergebnissen übereinstimmen können, an einen zweiten Controller 20 (Produktivsystem) übertragen und ebenfalls ausgewertet. Diese werden dahingehend ausgewertet, an welchen Berührungspositionen die beiden Berührungen erfolgen und welcher Befehl dadurch ausgelöst werden soll. Der zweite Controller 20 kann ebenfalls Teil der Systemsteuerung 13 oder einer anderen Steuerungseinheit, die bereits den ersten Controller aufweist, sein, kann jedoch auch Teil einer weiteren zusätzlichen Steuerungseinheit sein. Der zweite Controller 20 gibt ein Produktivsignal P weiter, z.B. an entsprechende Aktoren. Eine sicherheitsrelevante Funktion des medizinischen Geräts kann also nur dann ausgelöst werden, wenn einerseits eine Freigabe vorliegt, welche durch das Sicherheitssystem erfolgt, und andererseits durch das Produktivsystem die Art der Funktion bzw. das entsprechende Kommando (also z.B. Bewegung oder Röntgenstrahlungsapplikation usw.) vorgegeben wird, z.B. an den entsprechenden Aktor, der für das Kommando zuständig ist, weitergegeben ist. Beide Signale (Freigabesignal und Produktivsignal) erreichen z.B. über rückwirkungsfreie Signalwege (i.d.R. Freigabesignal über diskrete Leitung, Produktivsignal über Kommunikation) den Aktor. Der Aktor ist sicher ausgeführt, indem er eine UND-Verknüpfung durchführt und das Kommando nur ausführt, wenn gleichzeitig das Freigabesignal vorliegt. Simultaneously with the forwarding of the first measurement results M1, second measurement results M2, which (partially) can agree with the first measurement results, are sent to a second controller M2 20 (Productive system) transmitted and also evaluated. These are evaluated to which touch positions the two touches are made and which command is to be triggered thereby. The second controller 20 can also be part of the Control Panel 13 or one another control unit, which already has the first controller, but may also be part of a further additional control unit. The second controller 20 forwards a productive signal P, eg to corresponding actuators. A safety-relevant function of the medical device can therefore be triggered only if on the one hand there is a release, which is done by the security system, and on the other hand by the productive system, the type of function or the corresponding command (ie, motion or X-ray application, etc.) is specified , for example, to the appropriate actuator, which is responsible for the command passed. Both signals (enable signal and productive signal) reach the actuator via feedback-free signal paths (usually via discrete line, productive signal via communication). The actuator is safely executed by performing an AND operation and only executing the command if the enable signal is present at the same time.

Werden widersprüchliche Messergebnisse erkannt, so wird kein Freigabesignal weitergeleitet oder es wird sofort unterbrochen, wodurch ein sofortiger Stopp des medizinischen Gerätes oder von dessen Bedienung eingeleitet wird. Wird z.B. mindestens eine der beiden Berührungen unterbrochen, so wird ebenfalls das Freigabesignal gestoppt und damit die Bedienung unterbrochen. Werden keine Berührungen gemessen, so wird einfach die kontinuierliche Empfangsbereitschaft der Vielzahl von Berührungssensoren fortgesetzt. If contradictory measurement results are detected, then no release signal is forwarded or it is interrupted immediately, whereby an immediate stop of the medical device or its operation is initiated. If e.g. interrupted at least one of the two touches, so also the release signal is stopped, thus interrupting the operation. If no touches are measured, then the continuous readiness to receive the plurality of touch sensors is simply continued.

Die Erfindung gewährleistet eine sichere Eingabe über eine berührungsempfindliche Bedieneinheit wie einen Touchscreen, wobei nur durch ein Berührungsmessverfahren (also z.B. nur resisitiv oder nur kapazitiv) bzw. eine Art von Berührungssensor gemessen wird. Bisherige Touchscreens erfordern mindestens zwei verschiedene Berührungsmessverfahren bzw. zwei Berührungssensoren zur Bestätigung einer Bedienhandlung, also z.B. gleichzeitig resistiv und durch Druck. The invention provides for secure input via a touch-sensitive operator control unit such as a touchscreen, measuring only by a touch-sensing method (e.g., only resistive or capacitive only) or a type of touch sensor. Previous touch screens require at least two different touch measurement methods or two touch sensors for confirming an operator action, e.g. at the same time resistive and by pressure.

Die allgemeine Funktionsweise von resistiven Berührungsmessverfahren ist beispielsweise beschrieben unter http://de.wikipedia.org/wiki/Touchscreen#Resistive_Touchscreens . Zur Funktionsweise der kapazitiven Messverfahren wird auf http://en.wikipedia.org/wiki/Capacitive_sensing#Mutual_capacitance verwiesen. For example, the general operation of resistive touch sensing techniques is described below http://de.wikipedia.org/wiki/Touchscreen#Resistive_Touchscreens , On the operation of the capacitive measuring method is on http://en.wikipedia.org/wiki/Capacitive_sensing#Mutual_capacitance directed.

Das Verfahren kann z.B. mittels eines Multitouch Analog Resistiv (MAR) Touchscreens mit einem sicheren Touch-Controller ausgeführt werden. Bei einem MAR-Touchscreen können zwei oder mehr unabhängige Berührungspositionen detektiert werden. Mit Hilfe des sicheren Touch-Controllers kann eine sichere Bedieneinheit realisiert werden mit der Randbedingung, dass zwei Berührungen des MAR-Touchscreens an mindestens zwei unterschiedlichen Berührungspositionen innerhalb einer bestimmten Zeit erfolgen müssen. Dabei besteht ein MAR-Touchscreen aus Zeilen und Spalten von resistiven Berührungssensoren, welche in einer Matrix miteinander verschalten sind und einzelne „virtuelle“ Berührungssensoren bilden. Durch die Konstruktion ist die Unabhängigkeit der Reihen und Spalten untereinander gewährleistet, d.h. ein Fehler auf einer Reihe oder Spalte beeinflusst nicht eine andere Reihe oder Spalte. D.h. Berührungssensoren einer Reihe und Berührungssensoren einer Spalte sind z.B. miteinander verschaltet, aber die Reihen und Spalten sind untereinander entkoppelt. Daher kann bei Eintreten eines Einfachfehlers (Berührungssensor defekt aktiv oder defekt nicht aktiv) durch die Auswertung eines Berührungssensors in benachbarter Reihe oder Spalte der Fehler erkannt werden. Wenn eine Reihe oder Spalte oder ein Touchsegment einen Fehler hat, können die von dem Fehler nicht betroffenen Reihen und Spalten noch fehlerfrei gemessen werden. Die Bedingung für eine sichere Bedienung ist jetzt das Drücken von zwei Positionen. Für das Einleiten einer sicheren Bedienhandlung ist immer der Übergang von keiner berührten Berührungsposition zu zwei berührten Berührungspositionen notwendig (die sichere Bedienhandlung kann auch länger andauern). Dadurch werden Stuck−At−Fehler wie die dauerhafte Erfassung eines Tastendrucks (Kurzschluss in einem Touchfeld) oder die nicht mehr mögliche Erfassung eines Tastendrucks (Reihe oder Spalte oder Touchsegment defekt) erkannt und beherrscht. Das Erfassen der Positionen kann mit einer nicht sicheren Messeinrichtung erfolgen, die Plausibilisierung der Bediensequenz (keine Taste – zwei Tasten – eine Taste – zwei Tasten... keine Taste) muss durch einen sicheren Controller erfolgen; dieser gibt bei der richtigen Sequenz auch den Sicherheitskreis frei. The method may e.g. using a Multitouch Analog Resistive (MAR) touch screen with a secure touch controller. In a MAR touch screen, two or more independent touch positions can be detected. With the help of the secure touch controller, a safe operating unit can be realized with the condition that two touches of the MAR touch screen must be made at least two different touch positions within a certain time. In this case, a MAR touchscreen consists of rows and columns of resistive touch sensors, which are interconnected in a matrix and form individual "virtual" touch sensors. The construction ensures the independence of the rows and columns, i. E. an error on one row or column does not affect another row or column. That Touch sensors of a row and touch sensors of a column are e.g. interconnected, but the rows and columns are decoupled. Therefore, when a single fault occurs (contact sensor defective active or defective not active) can be detected by the evaluation of a touch sensor in adjacent row or column of the error. If a row or column or a touch segment has an error, the rows and columns not affected by the error can still be measured without error. The condition for safe operation is now pressing two positions. To initiate a safe operator action, the transition from no touched contact position to two touch positions is always necessary (the safe operation can also last longer). As a result, stucco-at faults such as the permanent detection of a keystroke (short circuit in a touch field) or the no longer possible detection of a keystroke (row or column or touch segment defective) are detected and controlled. The detection of the positions can be done with a non-safe measuring device, the plausibility of the operating sequence (no key - two keys - one key - two keys ... no key) must be done by a secure controller; this also releases the safety circuit for the correct sequence.

Mittels der Erfindung kann mindestens der Sicherheitslevel SIL 2 gemäß IEC 61508 erreicht werden, der gemäß IEC 60601−1:2005 dem Begriff der Erstfehlersicherheit gleichgestellt werden kann. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sind sowohl einfache Bedienhandlungen als auch Multi-Touch−Bedienungen möglich. Insbesondere bei der Anwendung mit einem medizinischen Angiographie-Gerät sind dabei die folgenden Sicherheitsfunktionen im Rahmen der "Fahrtfreigabe" realisierbar:

– Das sichere Verhindern einer Bewegung ohne Bedienung ("sicherer Betriebshalt") und
– das sichere Abbremsen auf einer definierten Rampe bei Wegnahme der Fahrtfreigabe ("sicheres Abbremsen").

By means of the invention, at least the safety level SIL 2 according to IEC 61508 be reached, according to IEC 60601-1: 2005 the concept of Erstfehlersicherheit can be equated. With the method according to the invention, both simple operator actions and multi-touch operations are possible. In particular when used with a medical angiography device, the following safety functions can be realized within the framework of the "drive release":

- The safe prevention of movement without operation ("safe operating stop") and
- the safe braking on a defined ramp when removing the drive release ("safe braking").

Äquivalente Sicherheitsfunktionen gelten im Rahmen der "Strahlungsauslösung":

– Das sichere Verhindern von Strahlung ohne Bedienung und
– das sichere Abschalten von Strahlung bei Wegnahme der Strahlungsfreigabe.

Equivalent safety functions apply in the context of "radiation triggering":

- The safe prevention of radiation without operation and
- The safe switching off of radiation when removing the radiation release.

Dadurch, dass beide Berührungspositionen durch einen sicheren Touch-Controller ausgewertet werden, ist eine gegenseitige Überwachung möglich, um auch das Loslassen einer Berührung sicher zu erkennen und mindestens SIL2 zu erreichen. Die gewünschte funktionale Sicherheit wird durch eine "indirekte Redundanz" durch die Verwendung verschiedener Felder im Multitouch erreicht, nicht durch eine technisch aufwändige Redundanz des Touches an sich. Denn allgemein ist für die funktionale Sicherheit notwendig, dass eine bestimmte Ausfallwahrscheinlichkeit erreicht wird oder dass eine bestimmte Diagnoseabdeckung je nach Architektur erreicht wird. The fact that both touch positions are evaluated by a secure touch controller, a mutual monitoring is possible to reliably detect the release of a touch and to achieve at least SIL2. The desired functional safety is achieved by an "indirect redundancy" through the use of different fields in the multi-touch, not by a technically complex redundancy of the touch itself. In general, functional safety requires that a certain probability of failure be achieved or that a specific diagnostic coverage be achieved, depending on the architecture.

Hierdurch wird auch Kap. 9.2.3.1 ("Unintended Movement") gemäß der für den Healthcare Bereich verbindlichen Norm IEC 60601−1:2005 abgedeckt ("Controls shall be so positioned, ..., that they cannot be accidentially actuated"), zusätzlich zu der im Healthcare Bereich verbindlichen Erstfehlersicherheit nach IEC 60601−1:2005. Durch die Forderung, zwei unterschiedliche Eingabepositionen gleichzeitig zu betätigen, ist somit eine Maßnahme zur Verhinderung einer versehentlichen Betätigung definiert. This will also Cape. 9.2.3.1 ("Unintended Movement") in accordance with the standard IEC 60601-1: 2005, which is mandatory for the healthcare sector In addition to the first-party safety according to IEC 60601-1: 2005, which is binding in the healthcare sector, it should also be noted that "Controls shall not be actuated". By the requirement to operate two different input positions simultaneously, thus a measure for preventing accidental operation is defined.

Werden außerdem die Eingabetasten an den Ecken des Eingabefeldes angeordnet oder die Bedieneinheit zusätzlich mit Mechanismen zur Erzeugung von Haptik ausstattet (z.B. indem Technologien von Immersion, Pacinian, oder anderen eingebaut werden), lässt sich auch Kap. 201.12.4.106 ("Tableside controls") gemäß IEC 60601−2−43 abdecken ("For tableside controls, ..., requiring operation by touch, shall be individually and unambiguously identifiable both by touch alone and also by sight alone"). Durch die Platzierung der Eingabetasten an den Ecken des Eingabefeldes oder durch den Einbau von Haptik Technologien können solche Eingabetasten sowohl fühlbar als auch sichtbar ausgebildet sein. In addition, if the input keys are arranged at the corners of the input field or the control unit additionally equipped with mechanisms for generating haptics (eg by incorporating technologies from Immersion, Pacinian, or others), can also be Cape. 201.12.4.106 ("Tableside controls") according to IEC 60601-2-43 cover ("For tableside controls, ..., operation by touch, should be individually and unambiguously identifiable both by touch alone and therefore by sight alone"). By placing the input keys at the corners of the input field or by incorporating haptic technologies, such input keys may be both tactile and visible.

Die Bedieneinheit kann aus Standard-Bauelementen (Standard-Touch, Standard-Montage) aufgebaut werden, wobei lediglich eine Steuerungseinheit (Touch Controller) überwacht oder modifiziert werden muss, um eine sichere Bedienung zu realisieren. Die erfindungsgemäße Bedieneinheit weist eine große Flexibilität auf. Die Eingabefelder können per Software als Soft−Keys ausgeführt werden, so dass Anzahl, Layouts und Design frei gestaltet werden können. The operating unit can be constructed from standard components (standard touch, standard mounting), whereby only one control unit (touch controller) has to be monitored or modified in order to realize a safe operation. The operating unit according to the invention has a great deal of flexibility. The input fields can be executed by software as soft keys, so that number, layouts and design can be freely designed.

Die Erfindung lässt sich in folgender Weise kurz zusammenfassen: Für eine besonders sichere Bedienung insbesondere eines medizinischen Gerätes ist eine berührungsempfindliche Bedieneinheit, insbesondere zur Bedienung eines medizinischen Gerätes, aufweisend ein Eingabefeld mit einer Vielzahl von Berührungssensoren, wobei die Berührungssensoren insbesondere matrixartig angeordnet und zumindest teilweise unabhängig voneinander ansteuerbar und auswertbar sind, und wobei die Bedieneinheit derart ausgebildet ist, dass zwei Berührungen, die an verschiedenen Berührungspositionen gleichzeitig oder mit einem geringen zeitlichen Abstand, insbesondere unter 1 s, erfolgen, erfassbar sind, und wobei der Bedieneinheit ein Steuerungsmittel zugewiesen ist, welches derart ausgebildet ist, die Messergebnisse der Berührungssensoren hinsichtlich einer Berührung und hinsichtlich des zeitlichen Abstands zwischen den Berührungen auszuwerten und im Falle von mindestens zwei gleichzeitig oder mit einem geringen zeitlichen Abstand vorliegenden Berührungen während der Dauer der zwei Berührungen ein Freigabesignal, insbesondere zur Ansteuerung des medizinischen Gerätes, weiterzugeben. The invention can be briefly summarized in the following manner: For a particularly safe operation, in particular of a medical device is a touch-sensitive control unit, in particular for operating a medical device, comprising an input field with a plurality of touch sensors, the touch sensors arranged in particular matrix-like and at least partially independent can be controlled and evaluated, and wherein the operating unit is designed such that two touches, the same time or at a small time interval, in particular under 1 s, occur at different touch positions, and wherein the control unit is assigned a control means, which is designed to evaluate the measurement results of the touch sensors with respect to a touch and with respect to the time interval between the touches and in the case of at least two simultaneously or with e In the case of short intervals of contact during the duration of the two contacts, a release signal, in particular for controlling the medical device, pass on.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102009036860 A1 [0004]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

Directive IEC 60601-1: 2005 [0003]
Directive IEC 61508 [0003]
Directive IEC 60601-1: 2005 [0011]
http://en.wikipedia.org/wiki/Touchscreen#Resistive_Touchscreens [0033]
http://en.wikipedia.org/wiki/Capacitive_sensing#Mutual_capacitance [0033]
IEC 61508 [0035]
IEC 60601-1: 2005 [0035]
Cape. 9.2.3.1 ("Unintended Movement") in accordance with the IEC 60601-1: 2005 standard applicable to the healthcare sector. [0038]
Cape. 201.12.4.106 ("Tableside controls") according to IEC 60601-2-43 [0039]

Claims

Touch-sensitive control unit ( 1 ), in particular for the operation of a medical device ( 11 ), comprising an input field ( 3 ) with a plurality of touch sensors ( 2 ), whereby the touch sensors ( 2 ) are arranged in particular like a matrix and at least partially independently controllable and evaluable, and wherein the control unit ( 1 ) is formed such that two touches that occur at different contact positions simultaneously or with a short time interval, in particular below 1 s, are detectable, and wherein the operating unit ( 1 ) is assigned a control means, which is designed to evaluate the measurement results of the touch sensors with respect to a touch and with respect to the time interval between the touches and in the case of at least two simultaneously or with a short time intervals touches during the duration of the two touches an enable signal (S), in particular for controlling the medical device, pass on.

Operating unit according to claim 1, wherein the operating unit is assigned to a control means and is designed to evaluate the measurement results of the touch sensors with respect to the touch positions and to activate at least one safety-relevant, dependent on the touch positions function of the medical device.

Operating unit according to claim 1 or 2, which is designed such that the touches are detectable by a resistive contact measuring method or a capacitive touch measuring method.

Operating unit according to one of the preceding claims, wherein the touch sensors ( 2 ) are each arranged in rows and columns and the rows and columns are each independently controlled and evaluated.

Operating unit according to one of the preceding claims, wherein the touch sensors ( 2 ) two opposing, electrically conductive, in the ground state of each other electrically isolated layers ( 4 ; 5 ) caused by contact of the first layer ( 4 ) can be conductively connected to one another by means of pressure by an operator at the contact position, and the resistive contact measuring method is designed such that during a contact with the first conductive layer ( 4 ) a measurement of the voltage between the first and the second conductive layer ( 4 ; 5 ) is feasible.

Operating unit according to one of the preceding claims, wherein the touch sensors ( 2 ) each an electrically conductive layer ( 4 ), which undergoes a change in capacitance as a result of a contact, and the capacitive contact measuring method is designed such that, when connected to the conductive layer (FIG. 4 ) applied high-frequency AC voltage a capacitance change is measurable.

Operating unit according to one of the preceding claims, comprising a display ( 9 ) located below the touch sensors ( 2 ), wherein the touch sensors ( 2 ) are formed at least partially transparent.

Medical device ( 11 ), in particular a medical imaging device, for performing a safety-relevant action, with at least one operating unit ( 1 ) according to one of claims 1 to 7.

Method for operating a medical device ( 11 ) with a control unit ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, comprising the following steps: - carrying out, in particular continuous, touch measurements by means of the plurality of touch sensors ( 2 ), - Evaluation of the measurement results with regard to touches and with respect to a time interval between at least two touches, and - Passing on of a release signal (S) for enabling the actuation of the medical device ( 11 ) in the event that (a) at least two touches are measured within a given time interval, in particular less than 0.5 s or less than 0.1 s, and that (b) the two contacts are directly followed by zero contacts the duration of the two touches.

The method of claim 9, wherein an interruption of the enable signal takes place if the termination of at least one of the two contacts is measured.

The method of claim 9 or 10, wherein for the duration of the two touches additionally the measurement results are evaluated in terms of touch positions and at least one safety-relevant, dependent on the touch positions function of the medical device is activated.

The method of any of claims 9 to 11, wherein the touch measurements are performed by a resistive or capacitive touch measurement method.

Method according to one of claims 9 to 12, wherein the resistive contact measuring method is designed such that during a to the first conductive layer ( 4 ) a measurement of the voltage between the first and the second conductive layer ( 4 ; 5 ) is carried out.

Method according to one of claims 9 to 13, wherein the capacitive touch measurement method is designed such that when a to the first conductive layer ( 1 ) applied high-frequency AC voltage capacitance change is measured.