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Die Erfindung betrifft eine mobile Bedienvorrichtung für ein Medizingerät, ein Bediensystem für ein Medizingerät mit einer solchen mobilen Bedienvorrichtung sowie ein Verfahren zur Steuerung eines Medizingerätes.
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Bildgebende Systeme werden heute in einer Vielzahl unterschiedlicher Umgebungen im Krankenhaus eingesetzt. Besonders herausfordernd ist die Gerätebedienung im Operationsraum, da dort eine Systembedienung aus dem sterilen Bereich heraus erfolgen muss. Erschwert ist diese Bedienung auch dadurch, dass der Anwender, bei dem es sich in vielen Fällen um den Operateur bzw. Chirurgen selbst handelt, in vielen Situationen beide Hände für die Arbeit am Patienten benötigt und daher keine Hand frei hat zur Gerätebedienung. Darüber hinaus fehlt speziell am OP-Tisch oft der Platz für die Befestigung entsprechender Eingabegeräte, so dass diese entfernt vom OP-Tisch platziert werden, was die Bedienung weiter erschwert.
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Derzeit werden Medizingeräte auch im sterilen Bereich zumeist mittels Touchscreens und Knöpfen oder Joysticks bedient, die vergleichsweise viel Platz benötigen und oftmals klinische Abläufe behindern. Ferner gibt es Ansätze für optische Gestenerkennungssysteme und Spracheingabekonzepte, die aber beide zahlreichen Limitationen unterliegen und sich daher bisher im OP-Umfeld nicht durchsetzen konnten, nicht zuletzt wegen der Gefahr von Fehlerkennungen.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Bedienung von Medizingeräten, insbesondere im sterilen Bereich, zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch eine Bedienvorrichtung nach Anspruch 1 bzw. durch ein Bediensystem nach Anspruch 9 bzw. durch ein Verfahren nach Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die im Folgenden im Zusammenhang mit der Bedienvorrichtung erläuterten Vorteile und Ausgestaltungen gelten sinngemäß auch für die das erfindungsgemäße Bediensystem sowie das erfindungsgemäße Verfahren und umgekehrt.
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Eine Kernidee der Erfindung ist es, die mobile Bedienvorrichtung als Teil der Bekleidung oder Ausrüstung des Anwenders tragbar („wearable“) auszuführen. Die erfindungsgemäße Bedienvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie unmittelbar am Anwender angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Bedienvorrichtung so ausgeführt, dass sie von dem Anwender derart getragen werden kann, dass die Bedienvorrichtung als Teil des Anwenders angesehen werden kann, insbesondere Bewegungen des Anwenders mitvollführt.
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Im Unterschied zu herkömmlichen, nicht mobilen Bedienvorrichtungen befindet sich die erfindungsgemäße Bedienvorrichtung daher stets an einer Position, die eine unmittelbare Bedienung durch den Anwender erlaubt. Der Anwender muss sich weder zu der Bedienvorrichtung hin bewegen noch die Bedienvorrichtung suchen. Sie befindet sich stets an einer dem Anwender bekannten und somit vom Anwender erwarteten Stelle.
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Die mobile tragbare Bedienvorrichtung ist dabei vorzugsweise dergestalt realisiert, dass ein freihändiges Arbeiten möglich ist, der Anwender die mobile Bedienvorrichtung also nicht in den Händen halten muss. Die Bedienvorrichtung ist tragbar und hierfür vorzugsweise klein und leicht ausgeführt, so dass sie nur wenig Platz benötigt. Klinische Abläufe werden daher nicht behindert.
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Die mobile Bedienvorrichtung bedient sich vorzugsweise klassischer, jedenfalls aber wenig fehleranfälliger Eingabetechniken, so dass Fehlerkennungen und damit verbundene Risiken ausgeschlossen sind.
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Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Konzept der tragbaren mobilen Bedienvorrichtung legt die Grundlage für eine mit einfachen Mitteln realisierbare Bedienung von Medizingeräten in einem sterilen Umfeld. Aus dem Stand der Technik ist eine derart flexibel einsetzbare, sterile Bedienung bei Medizingeräten bisher nicht bekannt.
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Die erfindungsgemäße mobile Bedienvorrichtung ist vorzugsweise als Teil einer Mensch-Maschine-Schnittstelle des Medizingerätes ausgeführt, stellt also beispielsweise ein Modul einer mehrkomponentigen Mensch-Maschine-Schnittstelle dar. Andere Komponenten der Mensch-Maschine-Schnittstelle können z. B. herkömmliche, nichtsterile Handschalter, Fußschalter, Tastaturen, berührungsempfindliche Bildschirme (Touchscreens) oder eine Computermaus sein.
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Vorzugsweise ist die mobile Bedienvorrichtung derart ausgeführt, dass sie von dem Anwender in einer Weise tragbar ist, dass sich das Bedienelement unmittelbar an Hand oder Fuß und/oder in unmittelbarer Reichweite der Finger oder Zehen befindet. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Bediensystem wenigstens einen Schuh und die Bedienvorrichtung ist als Teil des Schuhs ausgeführt. Vorzugsweise handelt es sich dabei um einen OP-Schuh, also einen für Operationsräume typischen Schuh, beispielsweise ausgeführt als Clogs. Die Bedienvorrichtung kann dabei unlösbar mit dem Schuh verbunden sein. Alternativ zu einer solchen integrierten Lösung ist die Bedienvorrichtung mit dem Schuh lösbar verbunden, insbesondere derart, dass die Bedienvorrichtung aus dem Schuh entnehmbar ist. Auf diese Weise kann der Schuh selbst gereinigt und/oder sterilisiert werden, ohne dass die Bedienvorrichtung bzw. die Elektrik/Elektronik der Bedienvorrichtung dieser Prozedur unterzogen werden muss.
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Besonders vorteilhaft die Verwendung der mobilen Bedienvorrichtung in einem Schuh dann, wenn zur erstfehlersicheren Steuerung des Medizingerätes ein Fußschalter benötigt wird.
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Dieser befindet sich bei Anwendung der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung stets bereits am Fuß des Anwenders. Bei einem Wechsel der Bedienperson muss kein herkömmlicher Fußschalter im OP-Raum von einer Person zu einer anderen Person bewegt werden. Es ist ausreichend, wenn jede Bedienperson einen Schuh trägt, der eine erfindungsgemäße Bedienvorrichtung aufweist.
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In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die erfindungsgemäße Bedienvorrichtung als Teil einer Brille des Anwenders ausgebildet. Dabei handelt es sich vorzugsweise um eine medizinische Brille, insbesondere eine OP-Brille oder Schutzbrille, oder um eine andere Arten von Brille. Die Bedienvorrichtung kann dabei erneut als integrierter Bestandteil der Brille ausgeführt sein oder aber die Bedienvorrichtung ist an der Brille lösbar befestigt, beispielsweise unter Ausbildung einer Magnetverbindung, einer Rast-, Schnapp- oder Klemmverbindung oder einer anderen geeigneten mechanischen Verbindung. Durch ein solches (auch lösbares) Anbringen der Bedienvorrichtung an der Brille wird die Bedienvorrichtung Teil der Brille und damit Teil der Ausrüstung im Sinne der Erfindung.
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Vorteilhafterweise ist die mobile Bedienvorrichtung mit Befestigungsmitteln versehen, die eine lösbare Befestigung an anderen geeigneten Bedienorten, insbesondere an Gegenständen, aufweist. Bei diesen Gegenständen handelt es sich vorzugsweise um OP-Tische bzw. andere Möbel oder medizinische Gegenstände im Operationsraum oder um das Medizingerät selbst. Die Bedienvorrichtung ist also nicht nur als ein vom Anwender tragbares Element ausgeführt, sondern kann in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung auch entfernt vom Anwender platziert verwendet werden, wenn es nicht am Anwender selbst angeordnet ist. Von Vorteil dabei ist, dass die Bedienvorrichtung mit Hilfe geeigneter Befestigungsmittel an nahezu beliebiger Position angebracht werden kann, insbesondere genau dort, wo der Anwender die Bedienvorrichtung während seiner Tätigkeit benötigt. Während der Tätigkeit des Anwenders kann er die Bedienvorrichtung auch nacheinander an verschiedenen Positionen platzieren. Bei einer solchen nicht am Anwender erfolgenden Anordnung der Bedienvorrichtung sind typischerweise nicht alle Funktionen der Bedienvorrichtung nutzbar, insbesondere nicht die unmittelbar auf Körperbewegungen des Anwenders beruhenden Funktionen. Die Bedienvorrichtung dient in diesen Fällen vorzugsweise als besonders flexibel platzierbare, sterile Eingabemöglichkeit, insbesondere als steriler Mausersatz.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Bedienvorrichtung wenigstens einen manuell betätigbaren Schalter als Bedienelement. Dabei handelt es sich vorzugsweise um einen mechanischen Schalter, wobei die Schalterbetätigung vorzugsweise direkt erfolgt, also unmittelbar über ein Betätigungsteil. Je nach Art der Verwendung der Bedienvorrichtung können Schalter mit den verschiedensten Betätigungsteilen eingesetzt werden, insbesondere Kipp- oder Wippschalter bzw. Taster, aber auch Drehschalter, insbesondere Drehregler. Im einfachsten Fall dient also die Bedienvorrichtung zur Realisierung einer einfachen Schaltfunktion, insbesondere einer Ein-/Aus-Funktion. Anstelle eines mechanischen Schalters kann auch ein Berührungs- oder Näherungsschalter verwendet werden, beispielsweise ein kapazitiver Sensor oder dergleichen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Bedienvorrichtung ein Touchpad als Bedienelement. Ein solches Bedienelement mit berührungsempfindlicher Fläche ermöglicht die Eingabe in zwei Dimensionen, insbesondere die Möglichkeit der Bedienung durch Gesten, wie beispielsweise Wischen, Tippen und Halten bzw. Scrollen. Verfügt das Touchpad über eine druckempfindliche Bedienfläche, kann darüber hinaus eine dritte Eingabedimension realisiert werden, indem die Stärke des auf das Touchpad ausgeübten Druckes erfasst und zur Erzeugung des Bediensignals mitverwendet wird.
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Vorzugsweise ist die mobile Bedienvorrichtung tragbar ausgeführt derart, dass sie von dem Anwender als Teil seiner Bekleidung oder Ausrüstung derart körpernah tragbar ist, dass eine Körperbewegung oder eine Bewegung eines Körperteils des Anwenders zwangsläufig in einer entsprechenden Bewegung des Bedienelements resultiert. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Bedienvorrichtung eine Anzahl Positions- und/oder Lagesensoren als Bedienelemente. Als Positions- und/oder Lagesensoren werden vorzugsweise Beschleunigungssensoren (Accelerometer) und/oder Drehratensensoren (gyroskopische Sensoren) und/oder andere geeignete Sensoren oder Messmittel eingesetzt, gegebenenfalls in Verbindung mit Magnetfeldsensoren (Magnetometern) zur Verbesserung der Genauigkeit. Somit können Position (Ort im Raum) und/oder Lage (Orientierung im Raum) der Bedienvorrichtung erfasst und zur Erzeugung eines entsprechenden Bediensignals verwendet werden.
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Die erfindungsgemäße Bedienvorrichtung kann weitere Bedienelemente aufweisen, beispielsweise ein Mikrofon und/oder eine (Video-)Kamera zur Aufnahme von Ton- bzw. Bildsignalen, die ebenfalls als Bediensignal oder zur Erzeugung eines Bediensignals verwendet werden können. Dies ist insbesondere bei einer Platzierung der Bedienvorrichtung in bzw. an einer Brille des Anwenders vorteilhaft.
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Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Bedienvorrichtung Elemente zur Rückmeldung umfassen, beispielsweise zur Rückmeldung einer erfolgreichen oder fehlgeschlagenen Bedienung. Dabei kann es sich beispielsweise um eine optische, akustische oder haptische Rückmeldung handelt. Da die Bedienvorrichtung als Teil der Bekleidung oder Ausrüstung des Anwenders in der Regel unmittelbar am Körper des Anwenders oder zumindest körpernah getragen wird, ist eine haptische Rückmeldung bevorzugt, insbesondere verwirklicht mit Hilfe eines Vibrationsgebers. Auf diese Weise kann auch mit geringem Aufwand eine sichere Rückmeldung gewährleistet werden.
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Die erfindungsgemäße Bedienvorrichtung ist vorzugsweise batteriebetrieben oder auf andere Weise kabellos energieversorgt. Unter einer Batterie wird dabei auch eine aufladbare Batterie (Akku) verstanden. Die Energieversorgung gewährleistet den Betrieb der Bedienelemente und der Sendeeinheit sowie der sonstigen in der Bedienvorrichtung enthaltenen Elektrik und/oder Elektronik. Hierbei handelt es sich insbesondere um eine Datenverarbeitungs- und Steuereinheit mit Mitteln zum Weiterleiten des von den Bedienelementen erhaltenen Bediensignals an die Sendeeinheit und/zum oder Erzeugen des Bediensignals aus von den Bedienelementen erhaltenen Eingabe- bzw. Sensorwerten.
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Die Sendeeinheit ist zum drahtlosen Senden des Bediensignals ausgebildet. Geeignete Sendeeinheiten mit geringem Energiebedarf sind bekannt. Vorzugsweise ist die Sendeeinheit für eine Funkübertragung ausgebildet. Alternativ sind aber auch optische Übertragungsverfahren, insbesondere unter Verwendung von Infrarotstrahlung, usw. möglich.
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Insbesondere zum Schutz der Elektrik/Elektronik ist es von Vorteil, wenn die Bedienvorrichtung vollständig gekapselt ausgeführt ist. Vorzugsweise weist die Bedienvorrichtung zu diesem Zweck ein wasserdichtes Gehäuse auf. Vorzugsweise erfüllt das Gehäuse die Anforderungen der Schutzart IP65.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Bedienvorrichtung von einer Hülle umgeben, die eine sterile Bedienung, d.h. eine Bedienung unter sterilen Bedingungen bzw. in einem sterilen Umfeld, gewährleistet. Damit die Hülle eine sterile Bedienung erlaubt, ist sie vorzugsweise derart ausgeführt, dass sie sterilisierbar ist (z. B. autoklavierbar). In diesem Fall ist die Hülle vorzugsweise als wiederverwendbares Element ausgeführt. Alternativ dazu handelt es sich um eine sterile Einweg-Hülle, beispielsweise in Form einer Plastikkapsel.
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Bei der Hülle handelt es sich vorzugsweise um ein zusätzliches Element, welches das Gehäuse der Bedienvorrichtung umhüllt. Alternativ hierzu ist das Gehäuse der Bedienvorrichtung selbst als Hülle zur sterilen Bedienung ausgebildet. Dabei ist die Hülle derart ausgeführt, dass sie eine Bedienung von berührungsgebundenen Bedienelementen (z.B. Schalter, Touchpad) erlaubt, beispielsweise als flexible bzw. elastische Hülle.
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Mit Hilfe einer solchen Hülle ist eine berührungsgebundene sterile Bedienung der mobilen Bedienvorrichtung möglich. Dies ist insbesondere im OP-Umfeld von besonderer Bedeutung und unterscheidet die erfindungsgemäße Bedienvorrichtung von herkömmlichen Bedienvorrichtungen bzw. anderen Komponenten der Mensch-Maschine-Schnittstelle, wie beispielsweise Tastaturen oder einer Computermaus, die nur unter besonderen, meist aufwändigen Umständen eine sterile Bedienung erlauben.
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Neben der berührungsgebundenen sterilen Bedienung der erfindungsgemäßen mobilen Bedienvorrichtung ist bei Verwendung von Positions- bzw. Lagesensoren auch eine berührungslose sterile Bedienung des Medizingerätes durch die Bedienvorrichtung möglich. Häufig von Vorteil ist es, wenn die Bedienvorrichtung sowohl berührungsgebunden als auch berührungslos steril bedienbar ist. Vorzugsweise ist die Bedienvorrichtung dabei so ausgeführt, dass der Anwender je nach den konkreten Umständen zwischen einer dieser beiden Bedienarten wählen kann. In jedem Fall führt eine Kombination von berührungsgebundenen und berührungslosen Bedienelementen zu einer verbesserten Bedienbarkeit des Medizingerätes.
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Die erfindungsgemäße Bedienvorrichtung kann sehr einfach ausgeführt sein, so dass lediglich eine einfache Ein-/Aus-Funktion realisiert wird. Mit Hilfe des Touchpads bzw. der Positions- und/oder Lagesensoren können jedoch bei Bedarf auch komplexe Bewegungsabläufe des Anwenders erfasst werden. Insbesondere ist eine Erfassung der Bewegung des Körpers des Anwenders bzw. eines Körperteils des Anwenders im Raum, also dreidimensional, möglich. Hierdurch ergibt sich eine Vielzahl fortgeschrittener Bedienmöglichkeiten. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn mehrere der genannten Bedienelemente in einer mobilen Bedienvorrichtung kombiniert werden, beispielsweise ein mechanisch betätigbarer Schalter mit einem Touchpad oder ein Touchpad mit Positions- und/oder Lagesensoren.
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Sind beispielsweise in einer in einem Schuh integrierten Bedienvorrichtung Positions- bzw. Lagesensoren vorgesehen, dann kann die Fußstellung des Anwenders bzw. die Änderung der Fußstellung erfasst werden. Dies betrifft nicht nur die Winkelstellung des Fußes auf dem Boden. Gleichzeitig kann auch erfasst werden, ob der Fuß vom Boden abgehoben ist. Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn beide Schuhe mit mobilen Bedienvorrichtungen ausgestattet sind. Dann kann insbesondere auch die Fußstellung der beiden Füße zueinander ausgewertet werden.
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Optional kann der mit der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung mögliche Kontakt zwischen dem Körper des Anwenders und der Bedienvorrichtung genutzt werden, um über eine kapazitive Kopplung zwischen der Fußsohle des Anwenders und der Bedienfläche des Touchpads ein körpergeführtes Signal in die Haut des Anwenders zu übertragen, das zur eindeutigen Identifizierung des Anwenders bei der Bedienung geeigneter Touchscreens und Schaltflächen am Röntgengerät verwendet werden kann, wie in
DE 10 2013 2015 809 A1 beschrieben.
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Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung lässt sich zudem ein neuartiges Bedienkonzept für Medizingeräte realisieren, bei dem komplexe Abläufe mittels einfacher Bedienbefehle gesteuert, zumindest jedoch ausgelöst und/oder bestätigt werden können. Damit trägt die Erfindung dem vielfachen Wunsch der Anwender nach einer Vereinfachung der Gerätebedienung Rechnung. Im idealen Fall erfolgt die Bedienung des Medizingerätes dann nicht mehr mittels komplexer Bedienkonsolen mit unzähligen Bedienfunktionen und Optionen, sondern ausschließlich oder doch im Wesentlichen aufgrund sehr einfacher Bedienaktionen, sozusagen „auf Knopfdruck“ mit Hilfe der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung, die im Sinn einer „one button machine“ funktioniert.
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Die Erfindung betrifft Mensch-Maschine-Schnittstellen bei Medizingeräten, insbesondere bei bildgebenden Medizingeräten. Insbesondere betrifft die Erfindung die sterile Bedienung von Medizingeräten. Die Erfindung ist jedoch auch im Zusammenhang mit der Bedienung von Medizingeräten im nichtsterilen Bereich anwendbar. Besonders vorteilhaft einsetzbar ist die Erfindung bei bildgebenden Medizingeräten mit fußbetätigten Eingabevorrichtungen und/oder bei bildgebenden Medizingeräten, deren Bedienung durch Anwender erfolgt, die medizinische Brillen, wie OP-Brillen oder Schutzbrillen, oder andere Arten von Brillen tragen. Dies betrifft beispielsweise, aber nicht ausschließlich, C-Bogen-Röntgengeräte.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen:
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1 einen OP-Schuh mit entnehmbarer Bedienvorrichtung,
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2 eine Bedienung eines Touchpads einer Bedienvorrichtung,
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3 eine Bedienung eines Touchpads einer Bedienvorrichtung,
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4 eine zur freien Platzierung geeignete Bedienvorrichtung,
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5 eine OP-Brille mit befestigter Bedienvorrichtung,
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6 eine alternative Platzierung einer Bedienvorrichtung,
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7 eine Darstellung der Komponenten der Bedienvorrichtung.
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Sämtliche Figuren zeigen die Erfindung lediglich schematisch und mit ihren wesentlichen Bestandteilen. Gleiche Bezugszeichen entsprechen dabei Elementen gleicher oder vergleichbarer Funktion.
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In einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine mobile Bedienvorrichtung 1 für ein C-Bogen-Röntgengerät 2 in einem OP-Schuh 3 integriert, siehe 1. Die Bedienvorrichtung 1 weist ein komplett gekapseltes, wasserdichtes Gehäuse 4 auf, das sich in eine autoklavierbare Hülle 5 einlegen lässt.
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Wie in 7 illustriert, umfasst die Bedienvorrichtung 1 eine Datenverarbeitungs- und Steuereinheit 6 sowie einen Sender 7 zur Herstellung einer Funkverbindung zu einem mit der Steuereinheit 8 des Röntgengerätes 2 verbundenen Empfänger 9. Die Signalübertragung zwischen Sender 7 und Empfänger 9 erfolgt vorzugsweise über eine energiesparender Bluetooth-Verbindung oder dergleichen. Der Sender 7 ist somit als Funksender ausgeführt, welcher mit der Datenverarbeitungs- und Steuereinheit 6 der Bedienvorrichtung 1 verbunden ist. Das Zuordnen (Pairing) der Bedienvorrichtung 1 zu dem Medizingerät 2 erfolgt dabei entweder manuell oder mittels eines integrierten NFC/RFID-Tags oder dergleichen, das einmalig an einer dafür vorgesehenen Sensorfläche 11 am Medizingerät 2 registriert werden muss, woraufhin die Zuordnung automatisch erfolgt.
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Zur Energieversorgung umfasst die Bedienvorrichtung 1 eine vorzugsweise wieder aufladbare Batterie 12, wobei das Wiederaufladen vorteilhafterweise induktiv erfolgt über eine geeignete Ablage 13 auf dem Medizingerät 2, zu welchen Zweck in der Bedienvorrichtung 1 eine entsprechende Ladeelektronik 14 vorgesehen ist, oder über in den OP-Schuh integrierte Energy Harvesting-Mittel (nicht dargestellt). Hierzu können in die Schuhsohle des OP-Schuhs Strukturen integriert sein, die durch mechanische Verformung der Sohle oder Temperaturunterschiede zwischen Fußtemperatur und Raumtemperatur elektrische Energie mittels Energy Harvesting erzeugen. Dadurch kann die Laufzeit der integrierten Batterie 12 verlängert werden.
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Der Vorteil dieser von dem Anwender körpernah tragbaren Bedienvorrichtung 1 ist, dass der Anwender keine Hände frei haben muss, um das Medizingerät 2 zu bedienen, da sämtliche Interaktion mit den Füßen 15 bzw. den Zehen 16 erfolgt. Die Bedienvorrichtung 1 wird in dieser Ausführungsvariante als herausnehmbares Element durch eine wiederverschließbare Öffnung 17 in eine dafür vorgesehene Aufnahme 18 in der Sohle 19 des OP-Schuhs 3, beispielsweise eines Gummiclogs, vorzugsweise von der Seite der Fußspitze her, eingeführt, siehe Pfeil 21, der die Einführrichtung zeigt. Die Bedienvorrichtung 1 ist dabei sowohl für den rechten als auch linken Schuh 3 ausgelegt. Da diese Schuhe 3 häufig dampfsterilisiert werden, ist die herausnehmbare Form vorteilhaft, um die Lebensdauer der Elektrik/Elektronik 6, 7 bzw. der Batterie 12 zu erhöhen. Bei sorgfältiger Auswahl der elektronischen Bauteile ist aber auch eine permanente, versiegelte Integration der Bedienvorrichtung 1 in den Schuh 3 denkbar. Ebenso möglich, insbesondere bei sehr einfach aufgebauter und damit preiswerter Bedienvorrichtung 1, wäre eine Einmal-Nutzung des OP-Schuhs 3.
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Die Bedienvorrichtung 1 umfasst eine Anzahl Bedienelemente. Als erstes, unmittelbar bedienbares Bedienelement weist die Bedienvorrichtung 1 ein integriertes Touchpad 22 mit optionalem Drucksensor auf. Das Touchpad 22 ist mit der Datenverarbeitungs- und Steuereinheit 6 der Bedienvorrichtung 1 verbunden. Das vorzugsweise kapazitive Touchpad 22 ist dabei vorzugsweise derart als Teil der Bedienvorrichtung 1 platziert, dass es nach dem Einschieben der Bedienvorrichtung 1 in die Aufnahme 18 der Schuhsohle 19 unter der Decksohle 27 des Schuhs 3 genau unterhalb der Zehen 16 des Fußes 15 liegt, insbesondere derart, dass ein Anwinkeln und „Wischen“ des großen Zehs sowie ein Drücken des Zehs auf das Touchpad 22 erfasst werden kann, siehe hierzu auch die durch Pfeile symbolisch dargestellten Bewegungsrichtungen in 2. Dabei kann beispielsweise durch das Anwinkeln des großen Zehs eine Funktion „Scrollen“ realisiert werden. In Verbindung mit dem „Wischen“ kann diese Interaktion z.B. zur Steuerung des Bildcursors einer Anzeigevorrichtung 23 des Röntgengerätes 2 oder zum Vergrößern/Verkleinern von angezeigten Bilddaten genutzt werden. Ferner kann dieses Touchpad 22 auch als in den Schuh 3 integrierter Fußschalter genutzt werden, um z.B. Strahlung mit dem Zeh 16 auszulösen.
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Als zweites, mittelbar bedienbares Bedienelement weist die Bedienvorrichtung 1 Positions- und/oder Lagesensoren 24 auf, insbesondere dreidimensional arbeitende Sensoren für Orientierung/Lage, Beschleunigung und Magnetfeld, die mit der Datenverarbeitungs- und Steuereinheit 6 der Bedienvorrichtung 1 verbunden sind. Diese Sensoren 24 werden beispielsweise verwendet, um ein Schwenken der Spitze des Fußes 15 nach rechts oder links zu erkennen. Dieses Kommando kann z.B. im jeweiligen Kontext zum Rückwärts-/Vorwärtsblättern durch angezeigte Bilddaten verwendet werden. Bediensignale können beispielsweise auch durch ein Anheben des Fußes 15, eine definierte Schrägstellung des Fußes 15 usw. erzeugt werden.
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Um Fehlbedienungen auszuschließen, insbesondere dann, wenn sicherheitskritische Funktionen des Röntgengerätes 2 bedient werden sollen, kann eine spezielle Aktivierungssequenz vorgesehen sein, die vor entsprechenden Interaktionen vom Anwender ausgelöst werden muss, z.B. ein Kreisen der Spitze des Fußes 15, das Ausführen eines speziellen Tippmuster der Zehen 16 o.ä. Diese Aktivierungssequenz muss dann zunächst von den vorhandenen Sensoren erfasst werden, bevor die nachfolgenden Interaktionen freigeschaltet werden.
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Besonders kritische Funktionen kann man auch so implementieren, dass sie mit beiden Füßen 15 bzw. mit den Zehen 16 beider Füße 15 gleichzeitig ausgelöst werden müssen. Dafür können beide OP-Schuhe 3 mit der mobilen Eingabevorrichtung 1 ausgestattet werden. Bei der Verwendung von Bedienelementen in beiden Schuhen kann z.B. die Funktion eines typischen Fußschalters mit zwei Pedalen entsprechend auf die Touchpads 22 des linken und rechten Schuhs 3 übertragen werden. Darüber hinaus kann das Touchpad 22 auch als zusätzlicher Totmannschalter benutzt werden, der für die Auslösung anderer, sicherheitskritischer Funktionen nötig ist, z.B. für Verfahrbewegungen des Röntgengerätes 2 oder das Auslösen eines Röntgenscans.
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Zusätzlich verfügt die Bedienvorrichtung 1 über einen Vibrationsgeber 25 für haptisches Feedback. Der Vibrationsgeber 25 kann genutzt werden, um an den Fuß 15 bzw. die Fußsohle und/oder die Zehen 16 fühlbare Rückmeldungen zu geben, z.B. dass eine Bedienung angenommen wurde. Der Vibrationsgeber 25 ist mit der Datenverarbeitungs- und Steuereinheit 6 der Bedienvorrichtung 1 verbunden.
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Optional ist ein mit der Datenverarbeitungs- und Steuereinheit 6 der Bedienvorrichtung 1 verbundenes Modul 26 zur Einkopplung hautgeführter Signale vorgesehen.
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Als zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine mehr oder weniger frei platzierbare mobile Bedienvorrichtung 1 für ein C-Bogen-Röntgengerät 2 beschrieben, siehe 4. Diese Bedienvorrichtung 1 kann insbesondere an einer OP-Brille 28 befestigt werden, siehe 5. Es ist jedoch auch eine andere Platzierung möglich, beispielsweise an einem OP-Tisch 29 oder an dem Röntgengerät 2 selbst, siehe 6. Der grundsätzliche Aufbau dieser Bedienvorrichtung 1 ist dabei in großen Teilen identisch, zumindest jedoch ähnlich dem Aufbau der in dem Schuh 3 integrierten Bedienvorrichtung 1.
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Die Bedienvorrichtung 1 ist in eine autoklavierbare Hülle 5, alternativ in eine sterile Einweg-Plastikkapsel, einlegbar und somit komplett steril bedienbar. Die Bedienvorrichtung 1 weist zusätzlich zu den Positions- und/oder Lagesensoren 24 und einem Touchpad 22 eine Anzahl unabhängig von dem Touchpad 22 manuell bedienbarer Schalter 31, insbesondere in Gestalt von berührungsempfindlichen Tasten, zur Verwirklichung einfacher Ein-/Aus-Eingabesignale auf. Darüber hinaus ist, insbesondere für die an der Brille 28 zu befestigende Ausführungsform der Bedienvorrichtung 1, ein Mikrofon 32 vorgesehen, welches bevorzugt als Knochenschallmikrofon ausgeführt ist. Optional ist, insbesondere für die an der Brille 28 zu befestigende Ausführungsform, eine Videokamera 33 vorgesehen.
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Bei der zur Befestigung an der OP-Brille 28 vorgesehenen Ausführungsform der Bedienvorrichtung 1 ist es von Vorteil, dass der Anwender beide Hände frei hat, um das Röntgengerät 2 zu bedienen. Hat der Anwender seine Hände frei, kann er das integrierte Touchpad 22 und/oder die Anzahl Schalter 31 optional auch mit einem sterilen Handschuh bedienen. Die Bedienvorrichtung 1 dient somit vorzugsweise als steril bedienbarer Mausersatz.
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Will oder kann der Anwender seine Finger nicht zur Bedienung des Touchpads 22 bzw. der Schalter 31 nutzen, können durch die Positions- und/Lagesensoren 24 Kopfbewegungen des Anwenders erfasst werden. Damit ist es dem Anwender z.B. durch Nicken oder Kopfschütteln möglich, Dialoge mit Ja/Nein zu bestätigen. Ferner kann durch Bewegen des Kopfes z.B. durch Bilder geblättert werden oder Bildparameter können je nach Systemkontext verändert werden.
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Um Fehlbedienungen zu vermeiden, ist es bei dieser Variante vorgesehen, eine Aktivierungssequenz zu integrieren, die vor einer Bedieninterkation eingegeben wird, z.B. ein Bewegungsmuster für den Kopf oder alternativ ein Sprachkommando, das vom integrierten Mikrofon 32 aufgenommen und eindeutig dem aktiven Anwender zugeordnet werden kann. Alternativ kann das Mikrofon 32 auch für die Erfassung weiterer Sprachkommandos des Anwenders verwendet werden, wodurch sich eine anwenderbezogene Spracherkennung realisieren lässt, die nur Kommandos vom Träger der Bedienvorrichtung 1 akzeptiert.
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Durch die optional integrierte, nach vorn gerichtete Kamera 33 können ferner per Kommando Live-Videosequenzen bzw. Standbilder aus dem Blickwinkel des Anwenders aufgenommen werden, was für Telemedizin, Schulungs- und Dokumentationszwecke vorteilhaft ist.
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Bei der zur freien Platzierung, auch entfernt vom Anwender, vorgesehenen Ausführungsform der Bedienvorrichtung 1, bei der es sich insbesondere um die an der OP-Brille 28 befestigbare Bauart der Bedienvorrichtung 1 handeln kann, kann diese beispielsweise flexibel am OP-Tisch 29 oder in dessen Nähe an einer geeigneten Aufnahme mit Hilfe einer Klippbefestigung (nicht abgebildet) angebracht werden. Auch eine magnetische Befestigung ist denkbar. Ferner kann die Bedienvorrichtung 1 auch an anderen Oberflächen befestigt werden, auch am Röntgengerät 2 selbst, beispielsweise dann, wenn der Anwender an einer bestimmten Stelle eine spezielle Funktion bedienen will. Am OP-Tisch 29 bzw. in dessen Nähe kann die Bedienvorrichtung 1 dann vor allem mithilfe des Touchpads 22 als steril bedienbarer, platzsparender Mausersatz zur Fernsteuerung des Mauscursors an der Anzeigevorrichtung 23 bzw. am Bildsystem des Medizingeräts 2 dienen.
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In einer besonders vorteilhaften mechanischen Ausgestaltung kann die Bedienvorrichtung 1 ein zylinderförmiges Gehäuse 4 aufweisen und einen Drehregler nachbilden, siehe 4. Dabei ist das Touchpad 22 auf der nach oben gerichteten Deckfläche des Zylinders als Bedienelement angebracht. Vorzugsweise mit einer an der Bodenfläche des Zylinders vorgesehenen Magnethalterung 34 versehen ist die Bedienvorrichtung 1 bei Bedarf abnehmbar und flexibel an geeigneten Oberflächen neu platzierbar. Umgeben von der Hülle 5 ist die Bedienvorrichtung 1 steril bedienbar. Die Bedienbewegungen, z.B. beim Drehen des Reglers, werden vorzugsweise durch integrierte Beschleunigungs-/Lagesensoren 24 erfasst. Der Benutzer kann den zwischen Touchpad 22 und Magnethalterung 34 angeordneten Gehäusering 35 in dieser Variante intuitiv wie einen Drehregler drehen. Durch die Sensoren 24 im Inneren der Bedienvorrichtung 1 wird diese Drehung erfasst und je nach Kontext in eine sinnvolle Bedieninteraktion umgewandelt, z.B. für das Einstellen von Bildhelligkeit und -kontrast der Anzeigevorrichtung 23 des Röntgengerätes 2. Dabei kann die Bedieninteraktion entweder aus dem Kontext des klinischen Workflows abgeleitet werden oder der Anwender kann per geeigneter Software-Schnittstelle der Bedienvorrichtung 1 seine bevorzugten Funktionen („Favoriten“) aufprägen und die Bedienvorrichtung 1 für einen schnellen Zugriff auf bestimmte Funktionen nutzen, z.B. für „Patientenregistrierung aufrufen“, „Strahlung auslösen“, „Bremsen des C-Bogens lösen“, „Laserlichtvisier einschalten“ etc. Optional kann die Bedienvorrichtung 1 mit Zusatztasten (nicht abgebildet) zur Definition solcher „Favoriten“ ausgestattet sein. Ferner kann es vorgesehen sein, dass der Gehäusering 35 und/oder das Touchpad 22 selbst nach Art eines Schalters ausgebildet sind und angetippt bzw. heruntergedrückt werden können, um z.B. Befehle zu bestätigen.
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Optional kann die Bedienvorrichtung 1 mit Mitteln 36 zur optischen und/oder akustischen Rückmeldung ausgestattet sein. So können beispielsweise Leuchtelementen vorgesehen werden, die z.B. durch grün/rotes Leuchten die Bestätigung/Ablehnung einer Funktion anzeigen. Die Leuchtelemente können auch anzeigen, ob die Bedienvorrichtung 1 Verbindung zu dem Medizingerät 2 hat. Ferner können die Leuchtelemente auch eingesetzt werden, um bei mehreren gleichzeitig in einem OP-Raum und/oder mit einem Röntgengerät 2 genutzten Bedienvorrichtungen 1 durch Farbcodierung die gerade aktive Funktion anzuzeigen, z.B. blaues Leuchten für die Bedienung der blauen Orbitalrotationsbremse des C-Bogen-Röntgengerätes 2.
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Zusammenfassend lässt sich damit ein platzsparendes, aus dem sterilen Feld bedienbares und flexibel platzierbares Bedienelement 1 realisieren, das sich individuell mit den vom Anwender bevorzugten Funktionen konfigurieren lässt.
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Sollte der Anwender eine Bedienvorrichtung 1 nicht mehr wiederfinden, kann mittels des optional eingebauten Akustikgebers 36 auch ein Tonsignal wiedergegeben werden, das ein leichtes Wiederfinden ermöglicht. Ebenso kann ein Alarm ausgegeben werden, wenn die Bedienvorrichtung 1 aus der Reichweite des Röntgengerätes 2 entfernt wird.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- mobile Bedienvorrichtung
- 2
- Medizingerät, C-Bogen-Röntgengerät
- 3
- Bekleidung, OP-Schuh
- 4
- Gehäuse
- 5
- Hülle
- 6
- Datenverarbeitungs- und Steuereinheit
- 7
- Sendeeinheit, Sender
- 8
- Steuereinheit des Medizingerätes
- 9
- Empfangseinheit, Empfänger
- 10
- (frei)
- 11
- Sensorfläche für Pairing
- 12
- Batterie
- 13
- Ablage für induktive Aufladung
- 14
- Ladeelektronik
- 15
- Fuß
- 16
- Zeh
- 17
- Öffnung
- 18
- Aufnahme
- 19
- Sohle
- 20
- (frei)
- 21
- Einführrichtung
- 22
- Touchpad
- 23
- Anzeigevorrichtung
- 24
- Positions- und/oder Lagesensoren
- 25
- Vibrationsgeber
- 26
- Einkopplungsmodul
- 27
- Decksohle
- 28
- Ausrüstung, OP-Brille
- 29
- OP-Tisch
- 30
- (frei)
- 31
- Schalter
- 32
- Mikrofon
- 33
- Kamera
- 34
- Magnethalterung
- 35
- Gehäusering
- 36
- optischer und/oder akustischer Geber
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 1020132015809 A1 [0032]
