DE102013203918A1 - Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung in einer sterilen Umgebung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung in einer sterilen Umgebung, die durch ein Anzeige- und/oder Bedienfeld berührungslos gesteuert wird, sowie eine Vorrichtung, aufweisend ein Anzeige- und/oder Bedienfeld, geeignet für den Einsatz in einer sterilen Umgebung. Es weist dabei folgende Schritte auf: – Erfassen einer ersten Position (P1) eines Gestenbefehls (G) innerhalb eines Bedienfeldes, – Projektion der ersten Position auf einen ersten Interaktionbereich (I1) des Anzeigefeldes, wobei dem ersten Interaktionsbereichs eine erste Aufgabe (A1) zugeordnet ist, – Erfassen zumindest einer zweiten Position (P2) desselben (G) oder eines weiteren Gestenbefehls innerhalb desselben oder eines weiteren Bedienfeldes, – Projektion der zweiten Position auf einen zweiten Interaktionsbereich (I2) des Anzeigefeldes, dadurch gekennzeichnet, dass – innerhalb des zweiten Interaktionsbereichs ein Toleranzbereich (I1’) festgelegt ist, wobei, – wenn die Projektion der zweiten Position innerhalb des Toleranzbereichs liegt, dem zweiten Interaktionsbereich die erste Aufgabe (A1) zugeordnet wird, und – wenn die Projektion der zweiten Position außerhalb des Toleranzbereichs liegt, dem zweiten Interaktionsbereichs eine andere zweite Aufgabe (A2; A3; A4; A5) zugeordnet wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung in einer sterilen Umgebung, die durch ein Anzeigefeld und ein Bedienfeld berührungslos gesteuert wird, sowie eine Vorrichtung, aufweisend ein Anzeigefeld und ein Bedienfeld, geeignet für den Einsatz in einer sterilen Umgebung.
  • Hintergrund der Erfindung
  • In der interventionellen Medizin kommt es häufig vor, dass ein Arzt während einer Operation Informationen aus Patientendokumenten oder Archivbilder abrufen möchte. Derartige Aktionen können im sterilen OP-Bereich nur mit Bedienelementen erfolgen, die vorher aufwändig mit Folien abgedeckt wurden. Diese Vorgehensweise kostet viel Zeit, die der Patient länger in Narkose verbringen muss, und birgt eine erhöhte Gefahr, Keime von den berührten Flächen zu übertragen. Es ist möglich, in solchen sterilen Umgebungen berührungslos steuerbare Geräte vorzugsweise mit Hilfe von Gesten oder Sprache einzusetzen.
  • Nachteilig bei einer auf Gestik basierten Anwendung ist, dass für eine Vielzahl von Bedienfunktionen auch viele differenzierte Gesten erforderlich sind, die von einem Anwender zunächst erlernt werden müssen. Außerdem ist zu manchen Vorgängen eine Zweihandgestik notwendig, was im interventionellen Umfeld nicht immer möglich ist. Bei Abläufen, die beispielsweise ein wiederholtes Ausführen einer Wischgestik verlangen, wie beim Blättern um 100 Seiten, ist eine Gestikbedienung ebenfalls nicht zumutbar.
  • Im Gegensatz dazu ist in Fällen, bei denen Parameter kontinuierlich verändert werden müssen, wie beispielsweise ein Zoomfaktor oder eine Helligkeit eines Bildes, eine Sprachsteuerung wenig intuitiv.
  • Bei der Interaktion mit einer bildschirmbasierten Bedienoberfläche durch Freihandgesten fehlt zunächst ein haptisches Feedback, da keine direkte Berührung stattfindet. Bei einer Freihandgestik fehlt dem Bediener meist das Gefühl, inwieweit sich seine Geste auf die Position am Bildschirm auswirkt und inwieweit er sich noch in eine Richtung bewegen muss, um zum Beispiel zur nächsten Schaltfläche zu gelangen.
  • In der Regel wird auf die Anzeige eines Cursorsymbols bei dieser Herangehensweise verzichtet.
  • Es ist möglich, dass der Mauszeiger ständig angezeigt und dem Bediener ein Feedback (Rückmeldung) gibt, an welcher Stelle seine Geste sich auf dem Bildschirm bewegt. Die Projektion von er Gestenposition und auf die Stelle am Bildschirm erfolgt z.B. mit einer in Richtung Bildschirm verlängerten Linie vom Herz zur Hand oder mit einer absoluten Positionierung durch Zusatzgeräte, die die räumliche Position der Geste bestimmen können. Diese Art der Anzeige kann jedoch als störend empfunden werden.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung für eine verbesserte Bedienung von Geräten in einem sterilen Umfeld anzugeben.
  • Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe mit dem Verfahren und der Vorrichtung der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Die Erfindung beansprucht ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung in einer sterilen Umgebung, die ein Anzeigefeld aufweist und die durch mindestens ein Bedienfeld berührungslos gesteuert wird. Es weist dabei folgende Schritte auf:
    • – Erfassen einer ersten Position eines Gestenbefehls innerhalb eines Bedienfeldes,
    • – Projektion der ersten Position auf einen ersten Interaktionbereich des Anzeigefeldes, wobei dem ersten Interaktionsbereichs eine erste Aufgabe zugeordnet ist,
    • – Erfassen zumindest einer zweiten Position desselben oder eines weiteren Gestenbefehls innerhalb desselben oder eines weiteren Bedienfeldes,
    • – Projektion der zweiten Position auf einen zweiten Interaktionsbereich des Anzeigefeldes, dadurch gekennzeichnet, dass
    • – innerhalb des zweiten Interaktionsbereichs ein Toleranzbereich festgelegt ist, wobei,
    • – wenn die Projektion der zweiten Position innerhalb des Toleranzbereichs liegt, dem zweiten Interaktionsbereich die erste Aufgabe zugeordnet wird, und
    • – wenn die Projektion der zweiten Position außerhalb des Toleranzbereichs liegt, dem zweiten Interaktionsbereichs eine andere zweite Aufgabe zugeordnet wird.
  • Die Aufgabe kann sich dabei in einer bestimmten Funktion, in einem Menü mit einem oder mehreren Menüpunkten oder einer Schaltfläche, hinter der eine Funktion bzw. ein Menü hinterlegt ist, ausdrücken. Es auch andere Aufgaben denkbar.
  • Durch die Erfindung erhöht sich der Bedienkomfort für den Bediener. Die Bedienung mit Freihandgestik wird einschätzbar und intuitiv, da ein unverzügliches Feedback Sicherheit gibt, dass der Bediener erkannt, seine Gestik richtig verfolgt und auf das Anzeige- bzw. Bedienfeld übertragen wird.
  • In einer Weiterbildung kann eine Bewegungsrichtung von der ersten Position zur zweiten Position auf der Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung wiedergegeben bzw. angezeigt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann die Bewegungsrichtung mit einem Farbverlauf wiedergegeben bzw. angezeigt werden.
  • Durch die Angabe der Bewegungsrichtung z.B. mit einer Pfeildarstellung bzw. einem Farbverlauf wird dem Bediener eine Rückmeldung über die Auswirkung bzw. Position seiner Geste gegeben.
  • Die Erfindung beansprucht auch eine Vorrichtung, aufweisend ein Anzeigefeld und mindestens ein Bedienfeld, geeignet für den Einsatz in einer sterilen Umgebung und aufweisend
    • – eine Gestenerfassungseinheit ausgebildet zum Erfassen einer ersten Position eines Gestenbefehls innerhalb des Bedienfeldes und einer zweiten Position desselben oder eines weiteren Gestenbefehls innerhalb desselben oder eines weiteren Bedienfeldes und
    • – eine Projektionseinheit ausgebildet zur Projektion der ersten Position auf einen ersten Interaktionbereich des Anzeigefeldes, wobei dem ersten Interaktionsbereichs eine erste Aufgabe zugeordnet ist, und zur Projektion der zweiten Position auf einen zweiten Interaktionsbereich des Anzeigefeldes, dadurch gekennzeichnet, dass
    • – innerhalb des zweiten Interaktionsbereichs ein Toleranzbereich festgelegt ist, wobei,
    • – wenn die Projektion der zweiten Position innerhalb des Toleranzbereichs liegt, dem zweiten Interaktionsbereich die erste Aufgabe zuzuordnen ist, und
    • – wenn die Projektion der zweiten Position außerhalb des Toleranzbereichs liegt, dem zweiten Interaktionsbereichs eine andere zweite Aufgabe zuzuordnen ist.
  • In einer Weiterbildung ist die Vorrichtung geeignet, die erfindungsgemäßen Verfahren auszuführen. Dabei können die erfindungsgemäßen Einheiten der Vorrichtung software- und/oder firmware- und/oder hardwaremäßig ausgebildet sein.
  • Alle beschriebenen Einheiten können auch in einer einzigen Einheit integriert sein.
  • Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass sie als ein medizintechnisches Gerät ausgebildet ist.
  • Weitere Besonderheiten und Vorteile der Erfindung werden aus den nachfolgenden Erläuterungen mehrerer Ausführungsbeispiele anhand von schematischen Zeichnungen ersichtlich.
  • Es zeigen:
  • 1: grob die Einheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
  • 2: zeigt ein Beispiel für den Toleranzbereich
  • 3a und 3b: deuten die Bewegungsrichtung mit einem Farbverlauf an.
  • Detaillierte Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
  • Um den Arbeitsablauf in einem Operationssaal maßgeblich zu vereinfachen, muss es möglich sein, Daten und Archivbilder direkt vor Ort am Patiententisch abzurufen und zu bearbeiten, ohne dabei die Sterilität zu gefährden. Dies lässt sch durch die erfindungsgemäße Gestikbedienung erreichen.
  • Die Bediener-Ergonomie kann mit verschiedenen Maßnahmen, die ein schlüssiges Gesamtkonzept liefern entscheidend erhöht werden. Dazu gehören ein sogenanntes Fullscreen-Mapping, d.h. unter anderem eine Projektion der Gestenposition auf das aktive Bedienfeld, eine Hysterese bei der Navigation über Bedienfelder und eine Indikation der Bewegungsrichtung der Gestik. Die Veranschaulichung der Projektion kann mittels eines Cursors unterstützt werden.
  • 1 veranschaulicht das Fullscreen-Mapping. Es wird eine Kamera K gezeigt, die einen Gestenbefehl bzw. eine Geste G eines Bedieners erfassen kann. Des weiteren wird ein Bedienfeld B gezeigt, das meist virtuell ausgestaltet ist und Geste G in drei Dimensionen ermöglicht. Die Kamera K kann die Positionen P1, P2 und P3 der Gesten erfassen. Dabei wird ein Bedienfeld B einem Anzeigefeld AZ beispielsweise auf einem Bildschirms bzw. Display D zugewiesen, so dass es für den Bediener mehrere Bedienfelder an gegebenenfalls unterschiedlichen Orten in einer sterilen Umgebung z.B. einen Operationssaal geben kann, die mit dem Anzeigefeld kommunizieren können. Die Position z.B. P1, P2, P3 der Geste im Bedienfeld wird in einen Interaktionsbereich z.B. I1, I2, I3 auf dem Anzeigefeld AZ projiziert, unabhängig davon, ob der Cursor C wirklich gerade auf einer dem Interaktionsbereich zugeordneten Aufgabe z.B. Menü bzw. Funktion steht. Auf diese Weise ist immer ein Interaktionsbereich ausgewählt und es gibt keine undefinierten Räume. Sollte der Bediener bei mehreren Bedienfeldern ein erste Geste in einem ersten Bedienfeld tätigen und eine weitere Geste in einem anderem zweiten Bedienfeld tätigen, können die jeweils zu den Gesten gehörenden Positionen jeweils den Interaktionsbereichen zugeordnet werden. Im Beispiel P1 im ersten Bedienfeld zu I1 und P2 in demselben Bedienfeld zu I2 und P3 in einem anderen zweiten Bedienfeld zu I3.
  • 2 verdeutlicht die Hysterese zur Unterstützung der Navigation über die Interaktionsbereich. Ein Interaktionsbereich kann Aufgaben A1, A2, A3, A4, A5 zugeordnet sein. Diese Aufgaben können wie in 1 gezeigt Schaltflächen sein, hinter denen ein Menü oder eine Funktion hinterlegt sind. Die Aufgaben können auch wie in 2 gezeigt, Menüeinträge sein. Beim Umschalten von einem Interaktionsbereich auf den nächsten, wird dieses erst aktiviert, wenn der Cursor außerhalb eines festgelegten Toleranzbereichs z.B. zu mehr als 60% über dem entsprechenden Interaktionsbereich positioniert wird. In 2 ist ein Bereich I1’ gezeigt, innerhalb dessen eine Aufgabe, z.B. der Menüeintrag 1, noch zugeordnet bleibt, obwohl der Interaktionsbereich I1 verlassen wurden, und sich der Cursor im Interaktionsbereich I2 befindet. So führen kurze Schwankungen im Signal nicht zu einem ungewollten Verspringen des Cursors. Die gesamte Bedienung wird dadurch ruhiger.
  • Zuletzt kann dem Bediener mit einer Indikation der Bewegungsrichtung ein Gefühl für die Cursorposition vermittelt werden, wie es beispielhaft in den 3a und 3b gezeigt wird. Dazu wird durch Farbe F oder verschiedene Helligkeitswerte der Rand des Interaktionsfelds hervorgehoben, auf den der Cursor sich zu bewegt. Die Bewegungsrichtung von der ersten Position zur zweiten Position auf dem Anzeigefeld AZ durch eine Pfeildarstellung PF unterstützt werden.

Claims (6)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung in einer sterilen Umgebung, die ein Anzeigefeld (AZ) aufweist und die durch mindestens ein Bedienfeld (B) berührungslos gesteuert wird, aufweisend folgende Schritte: – Erfassen einer ersten Position (P1) eines Gestenbefehls (G) innerhalb eines Bedienfeldes, – Projektion der ersten Position auf einen ersten Interaktionbereich (I1) des Anzeigefeldes, wobei dem ersten Interaktionsbereichs eine erste Aufgabe (A1) zugeordnet ist, – Erfassen zumindest einer zweiten Position (P2) desselben (G) oder eines weiteren Gestenbefehls innerhalb desselben oder eines weiteren Bedienfeldes, – Projektion der zweiten Position auf einen zweiten Interaktionsbereich (I2) des Anzeigefeldes, dadurch gekennzeichnet, dass – innerhalb des zweiten Interaktionsbereichs ein Toleranzbereich (I1’) festgelegt ist, wobei, – wenn die Projektion der zweiten Position innerhalb des Toleranzbereichs liegt, dem zweiten Interaktionsbereich die erste Aufgabe (A1) zugeordnet wird, und – wenn die Projektion der zweiten Position außerhalb des Toleranzbereichs liegt, dem zweiten Interaktionsbereichs eine andere zweite Aufgabe (A2; A3; A4; A5) zugeordnet wird.
  2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewegungsrichtung von der ersten Position zur zweiten Position auf der Anzeige- und/oder Bedienvorrichtung wiedergegeben wird.
  3. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsrichtung mit einem Farbverlauf wiedergegeben wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsrichtung mit einer Pfeildarstellung wiedergegeben wird.
  5. Vorrichtung, aufweisend ein Anzeigefeld (AZ) und mindestens ein Bedienfeld (B), geeignet für den Einsatz in einer sterilen Umgebung und aufweisend: – eine Gestenerfassungseinheit (K) ausgebildet zum Erfassen einer ersten Position (P1) eines Gestenbefehls innerhalb des Bedienfeldes und einer zweiten Position (P2) desselben oder eines weiteren Gestenbefehls innerhalb desselben oder eines weiteren Bedienfeldes und – eine Projektionseinheit ausgebildet zur Projektion der ersten Position auf einen ersten Interaktionbereich (I1) des Anzeigefeldes, wobei dem ersten Interaktionsbereichs eine erste Aufgabe (A1) zugeordnet ist, und zur Projektion der zweiten Position auf einen zweiten Interaktionsbereich (I2) des Anzeigefeldes, dadurch gekennzeichnet, dass – innerhalb des zweiten Interaktionsbereichs ein Toleranzbereich (I1’) festgelegt ist, wobei, – wenn die Projektion der zweiten Position innerhalb des Toleranzbereichs liegt, dem zweiten Interaktionsbereich die erste Aufgabe (A1) zuzuordnen ist, und – wenn die Projektion der zweiten Position außerhalb des Toleranzbereichs liegt, dem zweiten Interaktionsbereichs eine andere zweite Aufgabe (A2; A3; A4; A5) zuzuordnen ist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das sie als ein medizintechnisches Gerät ausgebildet ist.
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