DE102014224171B4

DE102014224171B4 - Anordnung mit einer Kollisionserkennungsvorrichtung,medizinisches bildgebendes Gerät mit einerKollisionserkennungsvorrichtung und Verfahren zumBetrieb einer Kollisionserkennungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102014224171B4
Application number: DE102014224171.5A
Authority: DE
Inventors: Verena Schmidt
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2014-11-26
Filing date: 2014-11-26
Publication date: 2021-03-04
Anticipated expiration: 2034-11-27
Also published as: CN105615914A; US10028709B2; DE102014224171A1; US20160143600A1

Abstract

Anordnung mit einem bewegbaren Geräteteil (2) und einer mattenartigen, auf dem Geräteteil (2) angeordneten, abnehmbaren Kollisionserkennungsvorrichtung (1), gekennzeichnet durch:- mehrere erste Befestigungselemente (4) der Kollisionserkennungsvorrichtung (1), die ausgebildet sind, mit korrespondierenden zweiten Befestigungselementen (5) des Geräteteils (2) eine lösbare Verbindung einzugehen, und- eine elektrische Überwachungseinheit (6), die ausgebildet und programmiert ist, den elektrischen Widerstand der Verbindung der ersten mit den zweiten Befestigungselementen (4, 5) elektrisch zu überwachen.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem bewegbaren Geräteteil bzw. mit einem Gehäuse des Geräteteils, auf denen eine Kollisionserkennungsvorrichtung angeordnet ist. Die Erfindung betrifft auch ein medizinisches bildgebendes Gerat mit einer derartigen Anordnung und ein zugehöriges Verfahren zum Betrieb der Kollisionserkennungsvorrichtung.
Hintergrund der Erfindung
Kollisionserkennungsvorrichtungen bei bewegten Maschinen, Geräten oder Robotern sind oftmals in eine Gehäuseverkleidung intergiert. Gehäuseverkleidungen zur Kollisionserkennung werden auch bei medizinischen bildgebenden Geräten eingesetzt. Ein medizinisches bildgebendes Gerät mit einer Kollisionserkennung ist beispielsweise aus der Patentschrift US 5 570 770 A bekannt.
Medizinische bildgebende Geräte für die medizinische Diagnose oder Therapie weisen in der Regel einen Röntgenstrahler und einen Röntgendetektor jeweils in einem Gehäuse auf. Diese beiden Komponenten sind in einem Abstand zueinander angeordnet, wobei ein zu untersuchende oder zu behandelnde Patient zwischen dem Röntgenstrahler und dem Röntgendetektor gelagert wird. Der Röntgenstrahler und der Röntgendetektor sind relativ zum Körper des Patienten so positioniert, dass ein Bild des gewünschten Querschnitts des Körperinneren aufgenommen werden kann. Die Ausrichtung und die Positionierung des medizintechnischen Geräts können meist mit Hilfe eines motorischen Antriebs vorgenommen werden.
Derartige Geräte sind oftmals mit einem C-Bogen ausgestattet, d.h. einer bogenförmigen Halterung, die mit Hilfe eines Schienensystems um mehrere Ebenen gedreht werden kann. Während der Benutzung des medizinischen bildgebenden Geräts ist es wichtig, dass ein bewegter Teil, zum Beispiel der Röntgendetektor, nahe an das zu untersuchende Objekt herankommt, um die gewünschte Bildqualität zu erreichen. Der Röntgendetektor hat eine vergleichsweise große Frontfläche zum Empfangen der Röntgenstrahlen und jeder beliebige Punkt auf dieser Frontfläche oder auf ihrem Umfang könnte mit dem zu untersuchenden Patient in Berührung kommen. Eine derartige Kollision kann in jeder Bewegungsrichtung des Röntgendetektors erfolgen. Dies ist unerwünscht, und daher ist ein Gerät dieser Art mit einer Detektionsvorrichtung zum Erkennen der Kollision mit einem Objekt ausgestattet.
Wenn ein Kontakt zwischen dem beweglichen Teil des Geräts und dem Objekt erkannt wird, kann die Bewegung des genannten Geräts gestoppt werden, um dadurch den Schweregrad der Folgen einer Kollision zu minimieren. In der genannten Patentschrift US 5 570 770 A wird ein medizinisches Röntgengerät beschrieben, das mit einer elektrischen Detektionsvorrichtung zum Erkennen von Kollisionen ausgestattet ist. Sensormittel in dem Gerät sind dafür ausgebildet, den durch den Antriebsmotor aufgenommen Strom bzw. die durch diesen aufgenommene Leistung zu messen. Diese Größen geben einen Hinweis auf die auf das bewegliche Teil ausgeübte Momentankraft. Dieser Momentanwert kann mit einem Erwartungswert für die genannte Kraft verglichen werden. Wenn die Differenz zwischen dem Momentanwert und dem Erwartungswert einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, wird davon ausgegangen, dass die Bewegung des beweglichen Teils durch ein Objekt behindert wird und somit eine Kollision stattfindet. Demzufolge wird ein Alarmsignal erzeugt und die Bewegung gestoppt.
Bekannt sind auch Gehäuseverkleidungen von bewegbaren medizinischen bildgebenden Geräten bzw. Teile von Verkleidungen, bei denen eine Kollision mit einem Objekt auf einen elektrischen Schalter oder auf elektrisch schaltbare Kontakte wirkt. Derartige Gehäuseverkleidungen sind beispielsweise federnd gelagert, wobei deren Positionsverschiebung durch eine Kollision erkannt wird. Des Weiteren gibt es Lösungen mit elastischen Materialen, die bei einer vorgebbaren Nachgiebigkeit den elektrischen Schalter betätigen. Die so gewonnenen Schaltsignale werden verwendet, um eine Bewegung des medizinischen bildgebenden Geräts abzuschalten.
Die Offenlegungsschrift DE 10 2009 29 021 A1 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Umfeldüberwachung an einem mechanischen Bauteil. Dabei werden mattenartige kapazitive Sensorelemente an der Oberfläche von Maschinen oder Maschinenteilen angebracht, die eine Berührung erfassen können.
Die Offenlegungsschrift EP 2 441 385 A1 offenbart eine Sensoreinheit mit einer Schicht auf der eine Vielzahl von induktiven Sensoren angeordnet ist. Die Sensoren sind elektrisch miteinander verbunden und bilden so eine Schleife.
Die Offenlegungsschrift US 2014 / 0 130 810 A1 offenbart smarte Stoffe, die in der Lage sind, Kollisionen mit ihnen zu erkennen.
Die Offenlegungsschrift US 2013 / 0 271 147 A1 offenbart eine Vorrichtung, die in der Lage ist, die Integrität eine Serienschaltung von Schaltern zu überwachen.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine weitere Anordnung mit einer Kollisionserkennungsvorrichtung, ein weiteres medizinisches bildgebendes Gerät mit einer Kollisionserkennungsvorrichtung und ein zughöriges Verfahren zum Betrieb einer Kollisionserkennungsvorrichtung anzugeben.
Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe mit der Anordnung, dem medizinischen bildgebenden Gerät und dem Verfahren der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß besteht die Anordnung aus einem bewegbaren Geräteteil, beispielsweise ein C-Bogen eines Röntgengeräts, auf dem eine mattenartige Kollisionserkennungsvorrichtung angeordnet ist. Alternativ kann diese auch auf einem Gehäuse des Geräteteils angeordnet sein. Die ordnungsgemäße Anbringung der Kollisionserkennungsvorrichtung wird elektrisch überwacht. Dazu dienen erste Befestigungselemente der Vorrichtung die mit korrespondierenden zweiten Befestigungselementen des Geräteteils oder des Gehäuses eine lösbare Verbindung eingehen können. Die ordnungsgemäße Verbindung (= geschlossene Befestigungselemente) wird überwacht und im Falle einer offenen Verbindung kann ein Fehlersignal oder ein Warnsignal ausgegeben oder die offene Verbindung optisch oder akustisch angezeigt werden.
Die Erfindung beansprucht eine Anordnung mit einem bewegbaren Geräteteil, wobei eine mattenartige Kollisionserkennungsvorrichtung auf dem Geräteteil abnehmbar angeordnet ist. Die Anordnung umfasst mehrere erste Befestigungselemente der Kollisionserkennungsvorrichtung, die ausgebildet sind, mit korrespondierenden zweiten Befestigungselementen des Geräteteils eine lösbare Verbindung einzugehen. Die Anordnung umfasst des Weiteren eine elektrische Überwachungseinheit, die ausgebildet und programmiert ist, den Widerstand der Verbindung der ersten mit den zweiten Befestigungselementen elektrisch zu überwachen. Statt auf dem Geräteteil selbst kann die Kollisionserkennungsvorrichtung auch auf einem Gehäuse des Geräteteils angeordnet sein.
Die Erfindung bietet den Vorteil, eine Kollisionserkennungsvorrichtung ohne Werkzeug zu montieren. Dadurch kann die Kollisionserkennungsvorrichtung einfach installiert und deinstalliert werden. Sogar das Bedienpersonal kann dies beispielsweise zur Desinfektion durchführen. Durch die Überwachung wird eine ordnungsgemäße Re-Installation sicher gestellt. Ein versehentliches Lösen der Kollisionserkennungsvorrichtung kann ebenfalls erkannt werden.
In einer Weiterbildung sind die ersten und zweiten Befestigungselemente elektrisch leitfähig ausgebildet.
In einer weiteren Ausführungsform sind die ersten und die zweiten Befestigungselemente als Druckknöpfe oder Klettverschlüsse ausgebildet.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Anordnung eine Ausgabeeinheit auf, die ausgebildet und programmiert ist, den Zustand der Verbindungen zwischen korrespondierenden ersten und zweiten Befestigungselementen optisch und/oder akustisch anzuzeigen.
Des Weiteren kann die Anzeigeeinheit ausgebildet sein, ein Warnsignal abzugeben und/oder eine Bewegung des Geräteteils zu stoppen, wenn die Überwachungseinheit eine offene Verbindung zwischen einem der korrespondierenden ersten und zweiten Befestigungselemente feststellt.
In einer weiteren Ausgestaltung kann die Überwachungseinheit ausgebildet und programmiert sein, einen elektrischen Widerstand zwischen benachbarten zweiten Befestigungselementen zu ermitteln, wobei benachbarte korrespondierende erste Befestigungselemente miteinander elektrisch kurzgeschlossen sind.
Die Erfindung beansprucht auch ein medizinisches bildgebendes Gerät, beispielsweise ein Röntgengerät, mit einer erfindungsgemäßen Anordnung.
Die Erfindung beansprucht des Weiteren ein Verfahren zum Betrieb einer an einem bewegten Geräteteil oder einem Gehäuse des Geräteteils abnehmbar angeordneten, mattenartigen Kollisionserkennungsvorrichtung, wobei der elektrische Widerstand einer Verbindung von ersten Befestigungselementen der Kollisionserkennungsvorrichtung mit korrespondierenden zweiten Befestigungselementen des Geräteteils oder Gehäuses elektrisch überwacht wird.
In einer Weiterbildung des Verfahrens kann ein elektrischer Widerstand zwischen benachbarten zweiten Befestigungselementen ermittelt werden, wobei die ersten und zweiten Befestigungselemente elektrisch leitend sind und korrespondierende benachbarte erste Befestigungselemente kurzgeschlossen sind.
Weitere Besonderheiten und Vorteile der Erfindung werden aus den nachfolgenden Erläuterungen eines Ausführungsbeispiels anhand von schematischen Zeichnungen ersichtlich.
Es zeigen:

1: eine Seitenansicht einer Kollisionserkennungsvorrichtung auf einem C-Bogen eines Röntgengeräts und
2: ein Blocksachaltbild einer Anordnung mit einer Kollisionserkennungsvorrichtung.

Detaillierte Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
Beispielhaft wird die Erfindung in 1 anhand eines medizinischen bildgebenden Geräts beschrieben. Analog kann jede Maschine mit bewegten Geräteteilen den Gegenstand der Erfindung verwenden.
1 zeigt einen bewegbaren Geräteteil 2 mit einem Gehäuse 3 eines medizinischen bildgebenden Geräts. Dargestellt ist beispielhaft ein C-Bogen eines Röntgengeräts. Auf dem Gehäuse 3 sind zwei Kollisionserkennungsvorrichtungen 1 angebracht. Die Kollisionserkennungsvorrichtungen 1 können Berührungen (bzw. Kollisionen) mit einem Objekt erkennen und eine Bewegung des Geräteteils 2 veranlassen. Gleichzeitig können Sie auch als Kollisionsschutz dienen.
Die Kollisionserkennungsvorrichtung 1 ist als Matte ausgeführt und enthält Sensoren zur Kollisionsdetektion. Die Kollisionserkennungsvorrichtung ist nicht fest mit dem Gehäuse 3 verbunden, sondern kann bei Bedarf abgenommen werden. Dazu besitzt die Kollisionserkennungsvorrichtung erste Befestigungselemente 4 die mit korrespondierenden zweiten Befestigungselementen 5 des Gehäuses 3 lösbar verbunden sind. Infolge dieser geschlossenen Verbindungen sitzt die Kollisionserkennungsvorrichtung 1 fest auf dem Gehäuse 3. Die ersten und zweiten Befestigungselemente 4, 5 können beispielsweise als Druckknöpfe ausgebildet sein.
Ein Druckknopf ist ein Verschlussmittel aus zwei kleinen, runden Teilen, von denen eines mit einer Vertiefung, das andere mit einem passenden Kopf versehen ist. Sie werden auf zum Schließen ineinander gedrückt. Damit der Kopf einschnappt und sich der Knopf nur bei erheblicher Zugkraft öffnet, ist die Vertiefung entsprechend als offener Hohlraum oder Ring geformt. Die Materialelastizität des Knopfes ermöglicht so das Einschnappen, oder es ist ein zusätzliches seitlich federndes Element eingebaut. Druckknöpfe sind meist aus Metall, seltener aus Kunststoff.
Damit sichergestellt ist, dass die Kollisionserkennungsvorrichtung 1 tatsächlich fest mit dem Gehäuse 3 verbunden ist, werden die Verbindungen der ersten mit den zweiten Befestigungselementen 4, 5 elektrisch überwacht. Dies ist in 2 näher dargestellt.
Alternativ zu Druckknöpfen können auch Klettverschlüsse verwendet werden, deren ordnungsgemäße Verbindungen selbst überwacht werden oder zusätzliche Überwachungspunkte aufweisen.
2 zeigt ein Blockschaltbild mit einem Geräteteil 2 oder mit einem Gehäuse 3. Auf dem Geräteteil 2 sind zweite Befestigungselemente 5, beispielsweise Unterteile von Druckknöpfen, zueinander beabstandet angeordnet. Korrespondierend dazu sind auf der Kollisionserkennungsvorrichtung 1 erste Befestigungselemente 4, beispielsweise die Oberteile der Druckknöpfe, angeordnet, die mit den zweiten Befestigungselementen 5 eine lösbare Verbindung eingehen können. Die ersten und zweiten Befestigungselemente 4, 5 sind elektrisch leitfähig und beispielsweise aus Metall.
Jedes zweite Befestigungselement 5 ist mit der Überwachungseinheit 6 elektrisch verbunden. Jeweils benachbarte erste Befestigungselemente 4 sind miteinander kurzgeschlossen, beispielsweise durch eine Drahtverbindung. Die Überwachungseinheit 6 misst nun den elektrischen Widerstand zwischen zwei benachbarten zweiten Befestigungselementen 5. Ist der Widerstand nahezu gleich null (= Kurzschluss), ist die Verbindung ordnungsgemäß geschlossen. Dadurch kann jeder einzelne Verbindungspunkt überwacht werden.
Die Überwachungseinheit 6 ist an eine Ausgabeeinheit 7 angeschlossen, mit der eine Fehlermeldung akustisch oder optisch ausgegeben werden kann, die eine offene oder nicht richtig geschlossene Verbindung anzeigt. Alternativ oder zusätzlich kann der Verbindungszustand für jeden Verbindungspunkt grafisch dargestellt werden oder die Bewegung des Geräteteils 2 gestoppt werden.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, ist die Erfindung durch die offenbarten Beispiele nicht eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann daraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Insbesondere kann die Erfindung auch bei nicht-medizinischen Anwendungen, beispielsweise bei Robotern, zum Einsatz kommen.
Bezugszeichenliste

1: Kollisionserkennungsvorrichtung
2: Geräteteil
3: Gehäuse
4: erstes Befestigungselement
5: zweites Befestigungselement
6: Überwachungseinheit
7: Ausgabeeinheit

Claims

Anordnung mit einem bewegbaren Geräteteil (2) und einer mattenartigen, auf dem Geräteteil (2) angeordneten, abnehmbaren Kollisionserkennungsvorrichtung (1), gekennzeichnet durch: - mehrere erste Befestigungselemente (4) der Kollisionserkennungsvorrichtung (1), die ausgebildet sind, mit korrespondierenden zweiten Befestigungselementen (5) des Geräteteils (2) eine lösbare Verbindung einzugehen, und - eine elektrische Überwachungseinheit (6), die ausgebildet und programmiert ist, den elektrischen Widerstand der Verbindung der ersten mit den zweiten Befestigungselementen (4, 5) elektrisch zu überwachen.
Anordnung mit einem bewegbaren Geräteteil (2) und einer mattenartigen, auf einem Gehäuse (3) des Geräteteils (2) angeordneten, abnehmbaren Kollisionserkennungsvorrichtung (1), gekennzeichnet durch: - mehrere erste Befestigungselemente (4) der Kollisionserkennungsvorrichtung (1), die ausgebildet sind, mit korrespondierenden zweiten Befestigungselementen (5) des Gehäuses (3) eine lösbare Verbindung einzugehen, und - eine Überwachungseinheit (6), die ausgebildet und programmiert ist, den elektrischen Widerstand der Verbindung der ersten mit den zweiten Befestigungspunkten (4, 5) elektrisch zu überwachen.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Befestigungselemente (4, 5) elektrisch leitfähig sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und die zweiten Befestigungselemente (4, 5) als Druckknöpfe oder Klettverschlüsse ausgebildet sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch: - eine Ausgabeeinheit (7), die ausgebildet und programmiert ist, den Zustand der Verbindungen zwischen korrespondierenden ersten und zweiten Befestigungselementen (4, 5) optisch und/oder akustisch anzuzeigen.
Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinheit (7) ausgebildet ist, ein Warnsignal abzugeben und/oder eine Bewegung des Geräteteils (2) zu stoppen, wenn die Überwachungseinheit (6) eine offene Verbindung zwischen einem der korrespondierenden ersten und zweiten Befestigungselemente (4, 5) feststellt.
Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinheit (6) ausgebildet und programmiert ist, einen elektrischen Widerstand zwischen benachbarten zweiten Befestigungselementen (5) zu ermitteln, wobei benachbarte korrespondierende erste Befestigungselemente (4) miteinander elektrisch kurzgeschlossen sind.
Medizinisches bildgebendes Gerät mit einer Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren zum Betrieb einer an einem bewegten Geräteteil (2) abnehmbar angeordneten, mattenartigen Kollisionserkennungsvorrichtung (1), dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Widerstand einer Verbindung von ersten Befestigungselementen (4) der Kollisionserkennungsvorrichtung (1) mit korrespondierenden zweiten Befestigungselementen (5) des Geräteteils (2) elektrisch überwacht wird.
Verfahren zum Betrieb einer an einem Gehäuse (3) eines bewegten Geräteteils (2) abnehmbar angeordneten, mattenartigen Kollisionserkennungsvorrichtung (1), dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Widerstand einer Verbindung von ersten Befestigungselementen (4) der Kollisionserkennungsvorrichtung (1) mit korrespondierenden zweiten Befestigungselementen (5) des Gehäuses (3) elektrisch überwacht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Widerstand zwischen benachbarten zweiten Befestigungselementen (5) ermittelt wird, wobei die ersten und zweiten Befestigungselemente (4, 5) elektrisch leitend sind und korrespondierende benachbarte erste Befestigungselemente (4) kurzgeschlossen sind.