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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Visualisierung eines Funktionsablaufs einer medizinischen Apparatur. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine entsprechende Vorrichtung zur Visualisierung eines Funktionsablaufs einer medizinischen Apparatur.
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Medizinische Geräte oder Apparaturen, wie beispielsweise Computertomographen oder Röntgenanlagen, haben mittlerweile räumliche Ausmaße von kleinen bis mittleren maschinenbaulichen, industriellen Anlagen erreicht. Bediener, wie Mediziner und technische, medizinische Assistenten, solcher Geräte sehen sich oftmals komplexen, mechanischen, sich bewegende Anlagenteilen, wie Patientenliegen, Lampenträgern, Monitorampeln, roboterähnlichen Haltearmen, verschiebbaren Bilddetektoren und vielem mehr, gegenüber. Auch die Bedienabläufe, engl. „Workflow“, medizinischer Untersuchungen oder Interventionen sind mitunter langwierig und komplex. Zusätzlich sind die Funktionsabläufe, die innerhalb eines medizinischen Gerätes ablaufen, meist von außen nicht sichtbar oder erfolgen in einer Geschwindigkeit, in der sie für einen Menschen nicht nachvollziehbar sind. Kommt es während eines Bedienablaufes zu einer Fehlfunktion einer medizinischen Apparatur oder zum Beispiel zu einer Kollision einer Komponenten der medizinischen Apparatur mit einem anderen medizinischen Gerät, ist es im Nachhinein oft nur schwer oder gar nicht reproduzierbar, wie diese Situation zustande kommen konnte. Diese Problematik wurde für die Diagnose von Fehlern, die innerhalb eines medizinischen Gerätes stattfinden, erkannt und als Lösung wurden sogenannte Log-Files, also Protokolldateien, in denen Parameter, wie Spannungszustände bestimmter Spannungsknoten, des medizinischen Gerätes aufgezeichnet werden, eingeführt. In der Praxis bedarf es allerdings eines sehr großen Fachwissens und Kenntnis der Funktionsweise des medizinischen Gerätes, um aus diesen Protokolldateien sinnvolle und richtige Schlüsse zu ziehen. Im Bedarfsfall werden solche Log-Files in der heute üblichen Praxis dann auch zur Auswertung an eine Fachabteilung des Herstellers der medizinischen Anlage geschickt.
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Die
DE 102 00 534 A1 beschreibt ein Verfahren zum kollisionsfreien Bewegen wenigstens zweier gegeneinander bewegbarer Gegenstände, insbesondere von Teilen einer medizinischen Untersuchungs- oder Behandlungseinrichtung, wobei an einem Monitor eine dreidimensionale Simulationsdarstellung der Gegenstände in ihrer aktuellen, stehenden Ist-Position angezeigt wird, wobei die Gegenstände im Rahmen der Simulation bezüglich einander unter kontinuierlicher Darstellung der Simulations-Position bis in eine gewünschte Simulations-Soll-Position bewegt werden, wonach die realen Gegenstände nach vorheriger automatischer Bestimmung eines kollisionsfreien Bewegungswegs automatisch in die im Rahmen der Simulation eingenommene Soll-Position bewegt werden. Durch dieses Verfahren soll somit durch eine Simulation vor einem Bewegungsablauf eine Kollision während des Bewegungsablaufs vermieden werden.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren zur Visualisierung eines Funktionsablaufs einer medizinischen Apparatur anzugeben, um den Funktionsablauf intuitiver verstehbar zu machen, als es ein bisheriges Log-File ermöglicht.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe mit einem Verfahren zur Visualisierung eines Funktionsablaufs einer medizinischen Apparatur mit den Merkmalen des ersten unabhängigen Patentanspruchs und einer Vorrichtung zur Visualisierung eines Funktionsablaufs einer medizinischen Apparatur mit den Merkmalen des zweiten unabhängigen Patentanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in Unteransprüchen beschrieben.
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Ein Grundgedanke der Erfindung ist ein Verfahren zur Visualisierung eines Funktionsablaufs einer medizinischen Apparatur, das folgende Verfahrensschritte umfasst:
- S1) Entgegennahme eines mathematischen, zumindest die medizinische Apparatur beschreibenden, Modells;
- S2) Entgegennahme einer Protokolldatei, wobei die Protokolldatei mindestens einen Wert wenigstens eines elektrischen Signals der medizinischen Apparatur während des Funktionsablaufs umfasst;
- S3) Bestimmung zumindest einer Zustandsgröße der medizinischen Apparatur in Abhängigkeit des mathematischen Modells und der Protokolldatei;
- S4) Visualisierung der zumindest einen Zustandsgröße der medizinischen Apparatur.
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Unter einem Funktionsablauf kann die Durchführung einer Messung, ein zeitlicher Abschnitt einer medizinischen Untersuchung eines Untersuchungsobjektes oder Abläufe bei einer medizinischen Intervention verstanden werden. Weiter kann ein Funktionsablauf einen Bewegungsablauf oder einen Ablauf wenigstens einer Ein-/Ausgabe oder Vorgänge innerhalb der medizinischen Apparatur umfassen.
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Im ersten Verfahrensschritt S1 wird ein mathematisches Modell, das mindestens die medizinische Apparatur beschreibt, entgegengenommen, geladen oder bezogen. Mathematische Modelle sind an sich bekannt und werden beispielsweise schon bei der Entwicklung einer medizinischen Apparatur erstellt. Mathematische Modelle beschreiben durch mathematische Formeln und Zusammenhänge beispielsweise die innere Funktionsweise, das mechanisches Verhalten oder andere Aspekte eines Verhaltens der medizinischen Apparatur. Üblicherweise umfassen mathematische Modelle Parameter, Eingangsgrößen, Ausgangsgrößen und Verknüpfungen der genannten Größen. Beispielsweise könnte ein einfaches mathematisches Modell eines per Hand verfahrbaren Patiententischs die geometrischen Abmessungen und Parameter eines eingebauten elektrischen Wegstreckensensors umfassen. Anhand einer Eingangsgröße des Wegstreckensensors, z.B. einer elektrischen Spannung, könnte sodann mit Hilfe des mathematischen Modells als Ausgangsgröße die Lage des Patiententischs bestimmt werden. Je nach Anforderung können verschiedene mathematische Modelle, die sich in Art und Detailliertheit unterscheiden können, verwendet werden.
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Im zweiten Verfahrensschritt S2 wird eine Protokolldatei entgegengenommen, geladen oder bezogen. Unter einer Protokolldatei können Protokolle, wie Netzwerkprotokolle, Ein-/Ausgabeprotokolle, standardisierte, wie AXCS Telegramme, oder proprietäre Protokolle verstanden werden. Die Protokolldatei umfasst mindestens einen Wert wenigstens eines elektrischen Signals der medizinischen Apparatur während des Funktionsablaufs. In dem oben genannten Ausführungsbeispiel des per Hand verfahrbaren Patiententischs könnte der Wert eines elektrischen Signals die elektrische Spannung des elektrischen Wegstreckensensors sein. Vorzugsweise ist der Wert eines elektrischen Signals ein gemessener Wert.
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Im dritten Verfahrensschritt S3 wird zumindest eine Zustandsgröße der medizinischen Apparatur in Abhängigkeit des mathematischen Modells und der Protokolldatei bestimmt, d.h. insbesondere wird zumindest eine Zustandsgröße der medizinischen Apparatur in Abhängigkeit des mindestens einen Werts des wenigstens eines elektrischen Signals der medizinischen Apparatur während des Funktionsablaufs bestimmt. In dem oben genannten Ausführungsbeispiel des per Hand verfahrbaren Patiententischs könnte die Zustandsgröße der medizinischen Apparatur die Lage des Patiententischs sein, die in Abhängigkeit des mathematischen Modells und der Protokolldatei, insbesondere mit dem bestimmten Wert des elektrischen Signals, d.h. mit der elektrischen Spannung des elektrischen Wegstreckensensors, bestimmt wird.
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Im vierten Verfahrensschritt S4 wird die zumindest eine Zustandsgröße der medizinischen Apparatur visualisiert. Die Visualisierung oder Darstellung der Zustandsgröße kann zum Beispiel mit Hilfe eines Monitors in Form einer Textausgabe, eines Diagramms oder einer Grafik erfolgen.
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Vorzugsweise umfasst die Visualisierung der zumindest einen Zustandsgröße der medizinischen Apparatur ein grafisches Abbild des mathematischen Modells.
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Abhängig von der Art des mathematischen Modells kann das grafische Abbild, die auch als grafische Repräsentation verstanden werden kann, unterschiedlich sein. Beispielsweise könnte das grafische Abbild des mathematischen Modells des per Hand verfahrbaren Patiententischs ein quaderförmiges Objekt mit einer Markierung einer Ursprungslage sein. In Abhängigkeit des mathematischen Modells und des Spannungswertes des elektrischen Wegstreckensensor aus der Protokolldatei wird die Lage des Patiententischs bestimmt und das grafische Abbild des mathematischen Modells bzw. der medizinischen Apparatur, die durch das mathematische Modell repräsentiert wird, angepasst und visualisiert. Das Ergebnis ist in diesem Beispiel das dargestellte quaderförmige Objekt, das eine der Protokolldatei entsprechende Lage einnimmt. Insbesondere wenn das mathematische Modell ein Bewegungsmodell ist, d.h. das mathematische Modell dient der Beschreibung einer Bewegung der medizinischen Apparatur, kann es vorteilhaft sein, das grafische Abbild oder die Darstellung des mathematischen Modells wählbar zu gestalten, beispielsweise durch einen vorgebbaren Zoomfaktor und/oder einen vorgebbaren Blickwinkel auf das dargestellte Abbild.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst die medizinische Apparatur ein bildgebendes System.
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Gerade im Zusammenhang mit bildgebenden Systemen, ist die Erfindung mit besonderem Vorteil einsetzbar, da heutige bildgebende Systeme, wie Computertomographen, Röntgenanlagen oder Magnetresonanztomographen, oft bewegliche Komponenten umfassen, deren Bewegung überwacht und nachvollzogen werden soll. Ein weitere Aspekt sind Eingaben von Benutzern eines bildgebenden Systems und die Reaktion des Systems auf diese Eingaben.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Protokolldatei eine zeitliche Folge des mindestens einen Wertes des wenigsten einen elektrischen Signals der medizinischen Apparatur während des Funktionsablaufs und die Verfahrensschritte S3 und S4 werden für wählbare Zeitpunkte wiederholt ausgeführt.
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Das bedeutet, die Protokolldatei umfasst mehrere Werte, beispielsweise in Form einer Tabelle, wobei die Werte jeweils einem Zeitpunkt zugeordnet werden können. Durch die Wiederholung des Verfahrensschrittes S3, der Bestimmung zumindest einer Zustandsgröße der medizinischen Apparatur in Abhängigkeit des mathematischen Modells und der Protokolldatei, hier des wenigstens einen Wertes des elektrischen Signals zu einem vorgebbaren Zeitpunkt, und Verfahrensschritt S4, der Visualisierung der zumindest einen Zustandsgröße der medizinischen Apparatur, kann die zeitlich Abfolge der Zustandsgröße der medizinischen Apparatur dargestellt werden.
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Zweckmäßig wird das Verfahren wiederholt ausgeführt bis ein Abbruchkriterium, insbesondere das Erreichen einer vorgebbaren Anzahl an Verfahrensdurchläufen oder das Erreichen einer vorgebbaren Zeitdauer oder das Betätigen eines Tasters oder das Betätigen eines Schalters oder das Erreichen des letzten Eintrags der Protokolldatei erfüllt ist. Das heißt, das Verfahren wird beendet, wenn ein Abbruchkriterium, das nach Verfahrensschritt S4 geprüft wird, erfüllt ist.
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Es wird vorgeschlagen, dass das mathematische Modell zusätzlich ein Objekt außerhalb der medizinischen Apparatur umfasst.
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Das heißt, in das mathematische Modell können weitere Angaben über bewegliche oder unbewegliche Objekte im Raum eingehen. Unbeweglich Objekte können zum Beispiel Wände, Installationen, unbewegliche Gerätschaften, wie Monitorampeln, Säulen, etc. sein. Bewegliche Objekte können zum Beispiel Gerätschaften, die eine deterministische Bewegung ausführen, wie ein sich drehender Lüfter, Personen, Roboter oder bewegliche Gerätschaften, wie bewegliche Instrumententische, sein. Mit diesem Merkmal ist es beispielsweise möglich, Räume zu modellieren, indem die Architektur der Wände der Räume in das mathematische Modell einbezogen wird.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Protokolldatei zusätzlich wenigstens einen, das zusätzliche Objekt beschreibenden, Wert umfasst.
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Umfasst die Protokolldatei einen Wert, der das zusätzliche Objekt beschreibt, kann mit Hilfe des mathematischen Modells und dieses Wertes eine Zustandsgröße berechnet werden. Beispielsweise könnte das zusätzliche Objekt eine Person sein und der zusätzliche Wert könnte die Position dieser Person beschreiben. Ein mathematisches Modell, das die Lage eines C-Bogens eines Röntgengerätes und der Person beschreibt, könnte mit einem Wert der medizinischen Apparatur während eines Funktionsablaufs und dem zusätzlichen Wert des zusätzlichen Objektes, nämlich in diesem Fall der Position der Person, die Lage des C-Bogens in Relation zu der Person berechnen.
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In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung umfasst das mathematische Modell ein Kollisionsmodell. Das Kollisionsmodell bestimmt einen Kollisionswert, wobei der Kollisionswert eine Wahrscheinlichkeit einer Kollision der medizinischen Apparatur mit dem zusätzlichen Objekt bestimmt.
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In einer wichtigen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens dient das Verfahren der Überprüfung eines Bewegungsablaufs einer medizinischen Apparatur, insbesondere der Bewertung auf eine mögliche Kollision einer mechanischen Komponenten der medizinischen Apparatur mit einem beweglichen oder unbeweglichen Objekt. Die Erstellung eines Kollisionsmodells ist ein an sich bekanntes Verfahren, beispielsweise aus der Robotik. Kollisionsmodelle berechnen aus Eingangsgrößen, wie z.B. der Positionen und der Bewegung von mechanischen Komponenten, ob ein Zusammenstoß mit Objekten stattgefunden hat oder im Beobachtungszeitraum stattfinden wird. In dieser Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmt das Kollisionsmodell die Wahrscheinlichkeit einer Kollision der medizinischen Apparatur mit dem zusätzlichen Objekt. Die bestimmte Wahrscheinlichkeit, die auch als Kollisionswert bezeichnet werden kann, wird vorzugsweise auf einem Darstellungsmittel, z.B. auf einem Monitor, dargestellt. Werte des Kollisionswertes können beispielsweise 1 sein für eine eingetretene Kollision, 90% für eine auf eine Wand gerichtete, schnelle Bewegung einer mechanischen Komponente einer medizinischen Apparatur oder 0,1% für eine langsame Bewegung einer mechanischen Komponente einer medizinischen Apparatur, wobei die mechanische Komponente noch relativ weit von einem Kollisionsgegenstand, z.B. einer Wand, entfernt ist, diese jedoch prinzipiell treffen könnte.
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Günstig wird die Protokolldatei durch einen vorgebbaren Wert wenigstens eines elektrischen Signals der medizinischen Apparatur und/oder durch einen, das zusätzliche Objekt beschreibenden, Wert erweitert.
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Durch dieses Merkmal ist es möglich, Szenarien zu simulieren, ohne diese tatsächlich durchzuführen. Beispielsweise könnte das Ausgangssignal eines Fußschalters vorgegeben werden, bzw. ein tatsächliches Ausgangssignal des Fußschalters mit einem vorgebbaren Wert überschrieben werden, um so das Verhalten der medizinischen Apparatur in Abhängigkeit dieses vorgegebenen Wertes zu simulieren.
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Ein weiterer Grundgedanke der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Visualisierung eines Funktionsablaufs einer medizinischen Apparatur, umfassend eine Recheneinheit und eine Ausgabeeinheit, wobei die Recheneinheit dazu ausgelegt ist,
- - ein mathematisches, zumindest die medizinische Apparatur beschreibendes, Modell entgegen zu nehmen;
- - eine Protokolldatei entgegen zu nehmen, wobei die Protokolldatei mindestens einen Wert wenigstens eines elektrischen Signals der medizinischen Apparatur während des Funktionsablaufs umfasst;
- - zumindest eine Zustandsgröße der medizinischen Apparatur in Abhängigkeit des mathematischen Modells und der Protokolldatei zu bestimmen;
- - die bestimmte, zumindest eine Zustandsgröße der medizinischen Apparatur in ein Visualisierungssignal zu überführen und das Visualisierungssignal der Ausgabeeinheit zur Verfügung zu stellen,
und wobei die Ausgabeeinheit dazu ausgelegt ist, das Visualisierungssignal entgegen zu nehmen und zu visualisieren.
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Die Recheneinheit könnte beispielsweise als Computer ausgeführt sein, die eine geeignete Schnittstelle zur Entgegennahme des mathematischen Modells der medizinischen Apparatur und der Protokolldatei aufweist und die ein Computerprogramm abarbeitet, um die zumindest eine Zustandsgröße der medizinischen Apparatur in Abhängigkeit des mathematischen Modells und der Protokolldatei zu bestimmen und in ein Visualisierungssignal zu überführen. Das Visualisierungssignal kann an die Ausgabeeinheit, z.B. einen Computermonitor, übergeben werden und die Ausgabeeinheit visualisiert die zumindest eine Zustandsgröße.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist die Vorrichtung dazu ausgelegt, eines der zuvor beschriebenen Verfahren auszuführen.
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Dazu kann die Vorrichtung beispielsweise mit einem entsprechenden Computerprogramm ausgestattet sein, das die einzelnen Verfahrensschritte abarbeitet. Im Falle eines wiederholt ausgeführten Verfahrens ist die Vorrichtung vorzugsweise mit einem Eingabemittel, z.B. einem Taster, ausgestattet, dessen Schaltzustand in ein Abbruchkriterium eingeht. So kann zum Beispiel ein betätigter Taster als erfülltes Abbruchkriterium interpretiert werden. Umfasst das erfindungsgemäße Verfahren einen Verfahrensschritt, in dem die Protokolldatei zusätzlich wenigstens einen, ein zusätzliches Objekt beschreibenden, Wert umfasst, beispielsweise die Koordinate eines beweglichen Objektes, wie einer Bedienperson, so kann die Vorrichtung vorzugsweise ein Mittel zur Erfassung der Koordinate des beweglichen Objektes umfassen. Ein solches Mittel zur Erfassung können beispielsweise eine oder mehrere Kameras sein, die eine Bedienperson aufnehmen und aus deren Bilder die Koordinate der Bedienperson bestimmt werden kann.
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Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den nachfolgenden Figuren samt Beschreibung. Es zeigen:
- 1 beispielhaft und schematisch einen Operationssaal mit mehreren medizinischen Geräten nach dem Stand der Technik;
- 2 beispielhaft ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Visualisierung eines Funktionsablaufs einer medizinischen Apparatur;
- 3 beispielhaft und schematisch einen Operationssaal mit mehreren medizinischen Geräten und einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Visualisierung eines Funktionsablaufs einer medizinischen Apparatur;
- 4 beispielhaft ein Ausführungsbeispiel einer Visualisierung eines Funktionsablaufs in einem Operationssaal mit mehreren medizinischen Geräten;
- 5 beispielhaft ein Ausführungsbeispiel einer Visualisierung eines Funktionsablaufs einer medizinischen Apparatur.
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1 zeigt beispielhaft und schematisch einen Operationssaal 50 mit mehreren medizinischen Geräten nach dem Stand der Technik. Dargestellt ist eine medizinische Apparatur 30, hier ein Zweiebenen-Röntgengerät, bei dem an einem C-Bogen 32 in gegenüberliegender Lage jeweils eine Röntgenquelle und ein Röntgendetektor angeordnet sind. Der C-Bogen 32 ist beweglich über ein Deckenstativ mit der Decke des Operationssaals 50 verbunden. Das Zweiebenen-Röntgengerät dient beispielsweise einer Untersuchung eines menschlichen Patienten 42, der auf einem verfahrbaren Patiententisch 38 gelagert ist. Bilder des Patienten 42 können auf einer Monitorampel 34, die mittels eines Gelenkarms 36 positionierbar ist, dargestellt werden. Eine Bedienperson 40, hier ein Arzt, kann über verschiedene Bedienelemente, wie einen Fußtaster 22, einen Joystick 28 oder ein Eingabemittel 26, die medizinische Apparatur 30, den Patiententisch 38 und die Monitorampel 34 bedienen, d.h. zum Beispiel motorisch die Lage einer Komponenten eines der Geräte verändern, Parameter einstellen oder Röntgenbilder gewinnen. Oftmals sind moderne medizinische Geräte auch in der Lage, Bewegungs- oder Funktionsabläufe automatisch oder halbautomatisch auszuführen, beispielsweise bei sogenannten Organprogrammen. Anhand dieses Beispiels ist ersichtlich, dass ein moderner Operationssaal eine Vielzahl an verschiedenen medizinischen Geräten umfassen kann, die miteinander interagieren. Kommt es im Verlauf einer Untersuchung zu einem ungewollten Verhalten, indem zum Beispiel der C-Bogen 32 mit einer Halterung der Monitorampel 34 zusammenstößt, kann es für einen Betreiber des Operationssaales von großem Nutzen sein, den Ablauf der Kollision zu reproduzieren, um gegebenenfalls Abhilfe zu schaffen.
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2 zeigt beispielhaft ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens 1 zur Visualisierung eines Funktionsablaufs einer medizinischen Apparatur. Das Verfahren 1 umfasst die Verfahrensschritte S1 bis S5. Es beginnt mit Verfahrensschritt S1 und endet, „End“, nach Verfahrensschritt S5. Die einzelnen Verfahrensschritte lauten:
- S1) Entgegennahme eines mathematischen, zumindest die medizinische Apparatur beschreibenden, Modells;
- S2') Entgegennahme einer Protokolldatei, wobei die Protokolldatei mindestens einen Wert wenigstens eines elektrischen Signals der medizinischen Apparatur während des Funktionsablaufs umfasst und wobei die Protokolldatei eine zeitliche Folge des wenigstens einen Wertes des elektrischen Signals der medizinischen Apparatur während des Funktionsablaufs umfasst;
- S3') Bestimmung zumindest einer Zustandsgröße der medizinischen Apparatur in Abhängigkeit des mathematischen Modells und des wenigstens einen Wertes des wenigstens einen elektrischen Signals der medizinischen Apparatur zu einem wählbaren Zeitpunkt;
- S4) Visualisierung der zumindest einen Zustandsgröße der medizinischen Apparatur;
- S5) Abfrage eines Abbruchkriteriums und falls das Abbruchkriterium erfüllt ist, beenden, „End, des Verfahrens, ansonsten Sprung zu Verfahrensschritt S3`
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Denkbar ist beispielsweise, dass bei der ersten Abarbeitung des Verfahrensschrittes S3` der Zeitpunkt auf den ersten Zeitpunkt der Protokolldatei gesetzt wird, wodurch auch der zugehörige, wenigstens eine Wert des wenigstens einen elektrischen Signals der medizinischen Apparatur bestimmt ist. Mit jedem Sprung zu Verfahrensschritt S3` wird der wählbare Zeitpunkt um einen Zeitschritt vergrößert, wobei der Zeitschritt durch die zeitliche Abfolge der Protokolldatei gegeben ist, bis der letzte Zeitpunkt erreicht ist. Die Abfrage bzw. das Testen der Frage, ob der letzte Zeitpunkt der Protokolldatei erreicht ist, bildet dabei das Abbruchkriterium. Auf diese Art wird die Protokolldatei schrittweise vom ersten Zeitpunkt bis zum letzten Zeitpunkt durchlaufen.
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In 3 ist beispielhaft und schematisch ein Operationssaal 50 mit mehreren medizinischen Geräten und einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zur Visualisierung eines Funktionsablaufs einer medizinischen Apparatur 30 dargestellt. Dargestellt ist wieder eine medizinische Apparatur 30, hier ein Zweiebenen-Röntgengerät, bei dem an einem C-Bogen 32 in gegenüberliegender Lage jeweils eine Röntgenquelle und ein Röntgendetektor angeordnet sind. Der C-Bogen 32 ist beweglich über ein Deckenstativ mit der Decke des Operationssaals 50 verbunden. Das Zweiebenen-Röntgengerät dient beispielsweise einer Untersuchung eines menschlichen Patienten 42, der auf einem verfahrbaren Patiententisch 38 gelagert ist. Bilder des Patienten 42 können auf einer Monitorampel 34, die mittels eines Gelenkarms 36 positionierbar ist, dargestellt werden. Eine Bedienperson 40, hier ein Arzt, kann über verschiedene Bedienelemente, wie einen Fußtaster 22, einen Joystick 28 oder ein Eingabemittel 26, z.B. eine Tastatur oder ein berührungsempfindlicher Bildschirm, die medizinische Apparatur 30, den Patiententisch 38 und die Monitorampel 34 bedienen, d.h. zum Beispiel motorisch die Lage einer Komponenten eines der Geräte verändern, Parameter einstellen oder Röntgenbilder gewinnen. Die medizinischen Geräte können auch in der Lage sein, Bewegungs- oder Funktionsabläufe automatisch oder halbautomatisch auszuführen, beispielsweise bei sogenannten Organprogrammen. Die medizinische Apparatur 30 umfasst eine Rechen- und Steuereinheit 24, die zum Beispiel als Computer oder elektronische Schaltung ausgeführt ist, und die die medizinische Apparatur steuert. Neben Steuersignalen, wie Ansteuersignale für Elektromotoren zum Bewegen des C-Bogens 32 oder Auslösen einer Röntgenaufnahme, kann die Rechen- und Steuereinheit 24 auch Eingabesignale der Bedienelemente, wie den Fußtaster 22, den Joystick 28 und das Eingabemittel 26 in einer Protokolldatei speichern. Das Speichern der elektrischen Signale kann beispielsweise zu vorgebbaren Zeitpunkten, z.B. zehn Speicherwerte pro Sekunde, oder bei Änderung eines der elektrischen Signale, erfolgen. Der Zeitpunkt der Speicherung wird ebenfalls in der Protokolldatei gesichert. Die Protokolldatei kann mit Hilfe einer Sendeeinheit 20, z.B. einem elektronischen Gerät zur drahtlosen Datenübertragung, an eine Empfangseinheit 18, z.B. auch ein elektronisches Gerät zur drahtlosen Datenübertragung, übertragen werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 umfasst eine Recheneinheit 12, hier ein Computer, und eine Ausgabeeinheit 14, hier einen Monitor. Die Recheneinheit 12 ist dazu ausgelegt, ein mathematisches Modell, das unter anderem die medizinische Apparatur 30, die Monitorampel 34 und den Patiententisch 38 beschreibt, entgegen zu nehmen. Das mathematische Modell berücksichtigt zum Beispiel die geometrische Ausdehnung des C-Bogens 32 und erlaubt die Berechnung der Position eines der Röntgendetektoren, in Abhängigkeit von elektrischen Steuersignalen, wie Spannungs- und Stromwerte von Elektromotoren, die den C-Bogen 32 bewegen können. Das mathematische Modell ist in diesem Ausführungsbeispiel in einer Datenbank 16 gespeichert und kann durch einen Ladevorgang in einen Arbeitsspeicher der Recheneinheit 12 übernommen werden. Durch die Empfangseinheit 18 kann die Protokolldatei entgegengenommen werden. Durch beispielsweise ein Computerprogramm, das in den Arbeitsspeicher der Recheneinheit 12 abgelegt ist und abgearbeitet wird, ist die Recheneinheit 12 dazu ausgelegt, zumindest eine Zustandsgröße der medizinischen Apparatur 30, der Monitorampel 34 und des Patiententisches 38 in Abhängigkeit des mathematischen Modells und der Protokolldatei zu bestimmen. Eine Zustandsgröße ist zum Beispiel die Lage eines der Röntgendetektoren. Die Recheneinheit 12 ist weiter dazu ausgelegt, die bestimmte Zustandsgröße bzw. die bestimmten Zustandsgrößen der medizinischen Apparatur 30, der Monitorampel 34 und des Patiententisches 38 in ein Visualisierungssignal zu überführen und das Visualisierungssignal der Ausgabeeinheit 14 zur Verfügung zu stellen. Unter einem Visualisierungssignal kann zum Beispiel ein Ausgangssignal einer Grafikkarte verstanden werden, das der Ausgabeeinheit 14, hier dem Monitor, zugeführt wird. Die Ausgabeeinheit 14 ist dazu ausgelegt, das Visualisierungssignal entgegen zu nehmen und zu visualisieren. In dem Ausführungsbeispiel der 3 umfasst das mathematische Modell zusätzlich ein Objekt außerhalb der medizinischen Apparatur 30, nämlich die Bedienperson 40, und die Protokolldatei umfasst zusätzlich wenigstens einen, das zusätzliche Objekt beschreibenden, Wert. Die Berücksichtigung des zusätzlichen Objekts kann darin bestehen, dass die geometrischen Ausmaße der Bedienperson 40 durch geometrische Grundkörper, wie Quader oder Zylinder modelliert sind. Ein Wert der Protokolldatei, der das zusätzliche Objekt beschreibt, kann zum Beispiel eine Lagekoordinate des Kopfes der Bedienperson 40 sein. Die Lagekoordinate kann durch eine Stereokamera 46, bestehend aus zwei beabstandete Einzelkameras oder eine an sich bekannte, sogenannte Time of Flight Kamera gewonnen und der Rechen- und Steuereinheit 24 der medizinische Apparatur 30 zugeführt werden. Weiter kann das mathematische Modell ein Kollisionsmodell umfassen. Das Kollisionsmodell kann einen Kollisionswert bestimmen, wobei der Kollisionswert eine Wahrscheinlichkeit einer Kollision der medizinischen Apparatur 30 mit einem anderen Objekt, z.B. der Bedienperson 40, dem Patiententisch 38 oder der Monitorampel 34 bestimmen kann.
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4 zeigt beispielhaft ein Ausführungsbeispiel einer Visualisierung eines Funktionsablaufs in einem Operationssaal mit mehreren medizinischen Geräten, wie er beispielsweise auf einer Ausgabeeinheit, z.B. einem Monitor dargestellt sein kann. Die Visualisierung umfasst eine Visualisierung 50` des Operationssaals, eine Visualisierung 54` einer medizinischen Apparatur, hier ein Röntgengerät, das über eine Deckenstativ beweglich mit der Decke des Operationssaals verbunden ist, eine Visualisierung 52` eines Objekts außerhalb einer medizinischen Apparatur, hier ein Bedienpult des Röntgengerätes, eine Visualisierung 38` eines Patiententischs und die Visualisierung 40` einer Bedienperson. Weiter umfasst die Visualisierung eine Visualisierung 56' eines Kollisionsbereiches. Der Kollisionsbereich gibt zum Beispiel einen Risikobereich um den Patiententisch an, in dem eine Komponente des Röntgengerätes, z.B. ein Röntgenstrahler, mit dem Patiententisch kollidieren könnte.
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In 5 schließlich ist beispielhaft ein Ausführungsbeispiel einer Visualisierung eines Funktionsablaufs einer medizinischen Apparatur mit Hilfe einer Vorrichtung 10 zur Visualisierung eines Funktionsablaufs einer medizinischen Apparatur dargestellt. Die Vorrichtung 10, umfasst eine Recheneinheit 12, hier ein Computer, und eine Ausgabeeinheit 14, hier einen Monitor. Die Recheneinheit 12 bezieht aus einer Datenbank 16 ein mathematisches Modell, das zumindest die medizinische Apparatur beschreibt, und eine Protokolldatei, die mindestens einen Wert wenigstens eines elektrischen Signals der medizinischen Apparatur während des Funktionsablaufs umfasst. Die Recheneinheit 12 bestimmt zumindest eine Zustandsgröße der medizinischen Apparatur in Abhängigkeit des mathematischen Modells und der Protokolldatei und überführt die bestimmte, zumindest eine Zustandsgröße der medizinischen Apparatur in ein Visualisierungssignal, das der Ausgabeeinheit 14 zur Verfügung gestellt wird. Die Ausgabeeinheit 14 nimmt das Visualisierungssignal entgegen und stellt die Visualisierung dar. Die Visualisierung umfasst eine Visualisierung 60' einer Zustandsgröße der medizinischen Apparatur als Zahlenwert und eine Visualisierung 62' einer Zustandsgröße der medizinischen Apparatur in Zeigerdarstellung.
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Zusammenfassend werden weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung beschrieben. Im Service eines Röntgengeräteherstellers gibt es Anfragen von Kunden bezüglich einer Fehlfunktion eines Röntgensystems oder Applikationsanfragen, welche mit dem Bedienablauf im Zusammenhang stehen. Diese können aktuell oft nur ungenügend beantwortet werden, da der Bediener die Bedienschritte nicht genau beschreiben kann und selbst durch einen erfahrenen Service-Mitarbeiter dieses Fehlverhalten oft nicht an der Anlage reproduziert werden kann. Durch eine aufwändige Untersuchung oder Auswertung von Protokolldateien, sogenannter „Log Files“ oder sogenannter „AXCS Telegramme“, gelingt es manchmal, einen Funktionsablauf nachzuvollziehen. Die Erfindung schlägt ein Visualisierungsverfahren vor, bei dem durch das Laden dieser „Log Files“ und/oder „AXCS Telegramme“ und unter Zuhilfenahme eines mathematischen Modells, beispielsweise eine 3D-Visualisierung des Röntgensystems und/oder des Bedienablaufs über der Zeit oder insbesondere zum Zeitpunkt der Störung darstellbar ist. In einer Ausführungsform wird eine Darstellung eines Röntgensystems in einer 3D-Darstellung und eine Visualisierung der tatsächlich beim Kunden gebotenen Raum- und Arbeitsablaufkonstellation möglich, so dass diese zu einem beliebigen Zeitpunkt, also „off-line“, nachvollzogen werden können und eine arbeitsintensive Problemuntersuchung vermieden werden kann.
