DE102017220532A1

DE102017220532A1 - Verfahren und Bediensystem zur Steuerung einer Medizintechnikeinrichtung mit einer bewegbaren Komponente

Info

Publication number: DE102017220532A1
Application number: DE102017220532.6A
Authority: DE
Inventors: Robert Kagermeier; Gerben ten Cate; Asa MacWilliams
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2017-11-17
Filing date: 2017-11-17
Publication date: 2019-05-23
Anticipated expiration: 2037-11-18
Also published as: DE102017220532B4; CN109801701A; US10492753B2; US20190150875A1; CN109801701B

Abstract

Verfahren zur Steuerung einer Medizintechnikeinrichtung (2), insbesondere einer Bildaufnahmeeinrichtung, mit wenigstens einer entsprechend einer Bedienereingabe an einer Bedieneinrichtung bewegbaren Komponente (3), wobei als Bedieneinrichtung ein Smartdevice (5) verwendet wird, welches wenigstens einen die Bewegung und/oder die Position des Smartdevices (5) in dem Raum (1), in dem die Medizintechnikeinrichtung (2) befindlich ist, beschreibende Sensordaten aufnehmenden Smartdevicesensor (11) aufweist, wobei die Position und die Orientierung des Smartdevices (5) zu der wenigstens einen Komponente (3) beschreibende Positionsdaten und/oder eine Bewegung relativ zu der wenigstens einen Komponente (3) beschreibende Bewegungsdaten aus den Sensordaten ermittelt und zur Auswahl wenigstens einer der wenigstens einen Komponente (3) und/oder Ermittlung einer Bedienereingabe bezüglich wenigstens einer der wenigstens einen Komponente (3) ausgewertet werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Bediensystem zur Steuerung einer Medizintechnikeinrichtung, insbesondere einer Bildaufnahmeeinrichtung, mit wenigstens einer entsprechend einer Bedienereingabe an einer Bedieneinrichtung bewegbaren Komponente.
Es sind eine Vielzahl moderner Medizintechnikeinrichtungen zur Diagnose und Therapie, insbesondere medizinischer Bildaufnahmeeinrichtungen, bekannt, bei denen zur Einstellung bestimmter Untersuchungs- oder Therapievorgänge, bei Bildaufnahmeeinrichtungen beispielsweise von Aufnahmegeometrien und/oder Aufnahmegebieten und/oder zur Anpassung an einen aktuellen Patienten selbst, bewegbare Komponenten existieren, beispielsweise die Aufnahmeanordnung oder Teile davon, ein zur Lagerung eines Patienten vorgesehener Patiententisch und dergleichen. Ein Beispiel hierfür sind insbesondere Röntgeneinrichtungen, bei denen beispielsweise der Röntgenstrahler, der Detektor und/oder der Patiententisch ferngesteuert patientennah bewegt werden. Eine solche Fernsteuerung bewegter Komponenten einer Medizintechnikeinrichtung sollte so einfach und intuitiv wie möglich umgesetzt werden.
Dafür ist es im Stand der Technik bekannt, kabelgebundene oder kabellose Handbedieneinheiten zu verwenden, die beispielsweise Folientasten und/oder Fußschalter umfassen können. Insbesondere wurde vorgeschlagen, dem Anwender CursorTasten (Pfeiltasten) und/oder explizite Funktionstasten zur Ansteuerung der Bewegung von Komponenten auf der Bedieneinheit zur Verfügung zu stellen. Nachdem verschiedene Komponenten in verschiedenen Bewegungsfreiheitsgraden bewegbar sein können, beispielsweise sowohl in x-/y-/z-Richtung als auch rotierend, ergibt sich eine Vielzahl verschiedener Bedientasten und/oder es sind Anwahltasten für die anzusteuernden Komponenten und die Bewegungsart zu betätigen, damit die Pfeiltasten für entsprechende Komponentenbewegungen aktiviert werden. Diese Vielzahl der vorgesehenen Bedientasten und Bedienvorgänge, insbesondere auch zur Umwahl einer zu steuernden Komponente, erfordert eine hohe Konzentration auf das Bedienfeld und lenkt den Bediener vom eigentlichen, patientenorientierten Einstellen der bewegbaren Komponente ab. Mithin ist diese bekannte Vorgehensweise weder als intuitiv noch als komfortabel zu bezeichnen. Hierzu kommt, dass die verwendeten Bedieneinheiten verhältnismäßig teuer in der Entwicklung und der Herstellung sind und zudem wenig Flexibilität hinsichtlich Anpassungen bzw. Änderungen aufweisen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine demgegenüber verbesserte, intuitivere und einfacher zu handhabende Bedienmöglichkeit für bewegbare Komponenten einer Medizintechnikeinrichtung anzugeben.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass als Bedieneinrichtung ein Smartdevice verwendet wird, welches wenigstens einen die Bewegung und/oder die Position des Smartdevice in dem Raum, in dem die Medizintechnikeinrichtung befindlich ist, beschreibende Sensordaten aufnehmenden Smartdevicesensor aufweist, wobei die Position und die Orientierung des Smartdevice zu der wenigstens einen Komponente beschreibende Positionsdaten und/oder eine Bewegung relativ zu der wenigstens einen Komponente beschreibende Bewegungsdaten aus den Sensordaten ermittelt und zur Auswahl wenigstens einer der wenigstens einen Komponente und/oder Ermittlung einer Bedienereingabe bezüglich wenigstens einer der wenigstens einen Komponente ausgewertet werden.
Ein Smartdevice ist ein handgehaltenes, kabelloses Mobilgerät, welches üblicherweise ein Betriebssystem aufweist und über einen Touchscreen, der auch als Display dient, bedienbar ist. Typische Beispiele für Smartdevices sind Smartphones und/oder kleinformatige Tablets. Eine intuitive und patientenorientierte Bedienung von Komponentenbewegungen bei Medizintechnikeinrichtungen, also insbesondere Bildaufnahme- und/oder Therapieeinrichtungen, kann durch Einsatz eines handelsüblichen Smartdevice, insbesondere also eines Smartphones oder kleinformatigen Tablets, erreicht werden. Dabei kann mit besonderem Vorteil die im Smartdevice bereits vorhandene Sensorik verwendet werden, um eine vollständige Lage- und Positionserkennung(und somit auch Bewegungserkennung) des Smartdevice in dem Raum, in dem sich auch die Medizintechnikeinrichtung befindet, zu erlauben.
Die Medizintechnikeinrichtung weist dabei Mittel auf, um aktuelle Einstellungsinformationen der wenigstens einen Komponente, die deren Position im Raum beschreiben, zu ermitteln, wie dies grundsätzlich bekannt ist. Beispielsweise ist in einer Steuereinrichtung der Medizintechnikeinrichtung die Systemgeometrie genauso bekannt wie die aktuelle Stellung der Aktoren zur Bewegung der Komponenten, welche beispielsweise durch Motorencoder oder entsprechende Sensoren ermittelbar ist. Nachdem auch die Position der Medizintechnikeinrichtung im Raum bekannt ist, lassen sich mithin die relativen Positionen und Ausrichtungen und/oder Bewegungen der wenigstens einen Komponente und des Smartdevice feststellen und hinsichtlich der Fernbedienung der wenigstens einen Komponente auswerten. Damit ist es insbesondere möglich, intuitiv auf Komponenten zu zeigen und/oder zur Fernbedienung von Komponenten entsprechende Bewegungen mit dem Smartdevice durchzuführen, so dass komfortabel und mit Blick auf die zu steuernde Komponente eine Bedienung möglich wird. Hierzu ist das Smartdevice bevorzugt länglich ausgebildet, insbesondere also von im Wesentlichen rechteckiger und flacher Grundform. So kann das Smartdevice auf zu bedienende Komponenten gerichtet werden.
Durch die Verwendung eines handelsüblichen Smartdevice und der darin bereits enthaltenen Smartdevicesensoren enthält man ein sehr kostengünstiges und zudem überaus vielseitig verwendbares Handbediensystem. Mittels des hier vorgeschlagenen Verfahrens zur Positions-, Lage- und Bewegungsbestimmung ergibt sich ein sehr intuitives Bedienen einer Medizintechnikeinrichtung, insbesondere also eines medizinischen Diagnose- und/oder Therapiesystems.
In vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Smartdevicesensor eine Kamera ist, in deren Bilddaten in dem Raum angeordnete optische Marker, deren Position im Raum bekannt ist, detektiert und zur Ermittlung der Positionsdaten und/oder der Bewegungsdaten verwendet werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Smartdevice zwei Kameras aufweist, insbesondere eine Frontkamera und eine Rückkamera, die bei normaler Verwendung des Smartdevice auch so ausgerichtet sind, dass entsprechend viel des Raumes und somit der hier vorgeschlagenen optischen Marker erfassbar ist. Die Marker werden kontinuierlich von der üblicherweise ohnehin im Smartdevice vorhandenen wenigstens einen Kamera aufgenommen und analysiert, wobei der Bediener dazu das Smartdevice in seiner natürlichen Handhabung mit sich führt, also keine Suchhaltung für die Kamera des Smartdevice einnehmen muss. Die Lage der jeweiligen optischen Marker im Raum kann dabei während einer Konfigurationsphase exakt ermittelt werden und in der die Auswertung durchführenden Steuereinrichtung, insbesondere also der Steuereinrichtung der Medizintechnikeinrichtung und/oder der Steuereinrichtung des Smartdevices, bekannt gemacht werden. Konkret ist es beispielsweise denkbar, passive optische Marker, beispielsweise gedruckte Aufkleber, zu verwenden und an der Decke, den Wänden und/oder dem Boden des Raumes, in dem die Medizintechnikeinrichtung befindlich ist, anzubringen, wobei insbesondere auch eine Anbringung von optischen Markern im Allgemeinen an der Medizintechnikeinrichtung selbst denkbar ist.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht jedoch vor, dass als wenigstens ein Teil der Marker aktive Marker, insbesondere umfassend optische und/oder Infrarot-LEDs, verwendet werden. Besonders zweckmäßig ist es dabei, wenn die aktiven Marker zur Positionsbestimmung von dem Smartdevice mittels einer Kurzstrecken-Funkverbindung, insbesondere einer Bluetooth-Verbindung, zum Betrieb angesteuert werden. Eine optimierte Erkennung der optischen Marker kann also durch aktive und synchronisierte Marker (optische Beacons/Leuchtfeuer) erreicht werden. Die Synchronisierung kann dabei über die in Smartdevices üblicherweise ebenso bereits vorhandene Kurzstrecken-Funkschnittstelle, beispielsweise Bluetooth Low Energy (BLE), erfolgen. Durch die aktive Ansteuerung hell leuchtender aktiver Marker, insbesondere hell leuchtender Infrarot-LEDs der Marker, kann eine deutlich bessere Erkennung der optischen Marker realisiert werden. Diese optischen Marker sind oder werden zweckmäßigerweise, wie dargelegt, mit den Smartdevicesensoren synchronisiert.
In diesem Kontext sieht eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung vor, dass die Positionsdaten wenigstens teilweise nach einem Signallaufzeitverfahren und/oder aufgrund einer Feldstärke der von den Markern ausgesendeten Funksignale bei bidirektionaler Kurzstrecken-Funkverbindung ermittelt werden. Sind die beispielsweise als optische Beacons ausgebildeten aktiven Marker mittels einer eigenen Kurzstrecken-Funkschnittstelle zur direkten Kommunikation mit dem Smartdevice ausgebildet, bilden sie zusätzlich zu den optischen Markereigenschaften auch Funk-Marker (insbesondere Funk-Beacons/Leuchtfeuer), welche zur wenigstens groben Positionsbestimmung des Smartdevice im Raum bereits beitragen können, beispielsweise, indem die Laufzeit von Funksignalen und/oder deren Stärke vermessen wird. Die entsprechenden Feldstärken (Empfangsstärken) im Raum können dabei in einer Konfigurationsphase ermittelt werden, wie dies beispielsweise in einem BLE-Beacon-Konzept der Fa. Fujitsu vorgeschlagen wurde.
In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Bestehen und/oder der Aufbau und/oder eine Eigenschaft der Kurzstrecken-Kommunikationsverbindung zur Detektion, ob sich das Smartdevice in dem Raum befindet, verwendet werden, insbesondere zur Triggerung des Beginns der Ermittlung der Positionsdaten und/oder der Bewegungsdaten. Neben der Positionsbestimmung lässt sich die Tatsache, dass eine Kurzstrecken-Funkverbindung, insbesondere zu den aktiven Markern, herstellbar ist, auch zur Aktivierung der genauen Positions- und/oder Bewegungserfassung als Trigger verwendet werden. Das bedeutet, nur wenn das Smartdevice erkennt, dass es an der Medizintechnikeinrichtung ist, startet es die Erkennung und gegebenenfalls auch erst den Verbindungsaufbau mit einer Steuereinrichtung der Medizintechnikeinrichtung. Auf diese Weise lässt sich im Übrigen auch eine Reichweitenbeschränkung des mobilen Smartdevice einrichten.
Auch in einer Ausgestaltung, in der keine Kurzstrecken-Funkverbindung zu aktiven optischen Markern aufgebaut wird, kann eine ähnliche Funktionalität mit einer Grobpositionsbestimmung ermöglicht werden. In diesem Fall werden die aktiv Licht aussendenden optischen Marker als Licht-Beacons betrieben. Hierzu kann vorgesehen sein, dass die aktiv Licht aussendenden optischen Marker ein auf das Licht aufmoduliertes, markerspezifisches Identifikationssignal aussenden, welches von dem empfangenden Smartdevice ausgewertet wird. Anhand der in den Sensordaten der Kamera detektierten Identifikationssignale kann eine erste, grobe Positionsbestimmung erfolgen. Auch die Detektion von solchen Identifikationssignalen kann im Übrigen zur Detektion, ob sich das Smartdevice in dem Raum befindet, verwendet werden, insbesondere zur Triggerung des Beginns der Ermittlung der Positionsdaten und/oder der Bewegungsdaten. Eine solche Technologie wurde im Stand der Technik zur Lokalisierung in Supermärkten von der Fa. Philips (White Paper „Indoor Positioning“) bereits vorgeschlagen.
Vorzugsweise kann, insbesondere zusätzlich zu der wenigstens einen Kamera, als Smartdevicesensor wenigstens ein Beschleunigungssensor und/oder wenigstens ein Drehratensensor und/oder wenigstens ein Magnetfeldsensor, insbesondere als Kompass, verwendet werden, wobei insbesondere die Positionsdaten und/oder die Bewegungsdaten wenigstens teilweise mittels Koppelnavigation ermittelt werden. Insbesondere im Hinblick auf die Bestimmung einer Orientierung und/oder der Bewegung ist die Berücksichtigung von derartiger, bevorzugt weiterer Smartdevicesensorik zweckmäßig. Beispielsweise kann durch Auswerten der Beschleunigungs- und/oder Drehratensensorik ein Schwenken und/oder Kippen des Smartdevice festgestellt werden. Ein Magnetfeldsensor, der insbesondere als Kompass funktioniert, liefert die zusätzliche Information der groben Nordrichtung, welche ebenso berücksichtigt werden kann. Besonders zweckmäßig ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung, wenn die Nachverfolgung der Orientierung und Position des Smartdevice durch eine Koppelnavigation (Trägheitsnavigation) unterstützt wird, welche häufig auch als Dead Reckoning bezeichnet wird. Fällt beispielsweise die optische Markererkennung zeitweise durch ungünstige Blickwinkel aus oder ist sie behindert, können dennoch weiter die Positionsdaten und die Bewegungsdaten ermittelt werden.
Grundsätzlich ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung, gerade bei mehreren Komponenten, möglich, die zu bedienende Komponente mittels eines Displays, insbesondere des Touchscreens, des Smartdevice auszuwählen. Dies ist jedoch weniger bevorzugt.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht demgegenüber vor, dass zur Auswahl einer zu steuernden Komponente die in den Positionsdaten enthaltene Orientierung des Mobilgeräts dahingehend ausgewertet wird, ob der Bediener mit dem Mobilgerät auf eine der wenigstens einen Komponente zeigt, welche, insbesondere nach Betätigung eines Bestätigungsbedienmittels durch den Bediener, ausgewählt wird. In dieser Ausgestaltung richtet der Bediener mithin das Smartdevice auf die zu bedienende Komponente, um sie auszuwählen und folgende Bedienereingaben auf diese Komponente zu beziehen. Dabei kann beispielsweise die aufgrund der Positionsdaten bekannte Längsachse des Smartdevice verlängert werden und überprüft werden, welche Komponente sie (zuerst) trifft. Dies ermöglicht eine besonders intuitive Auswahl.
Es ist nun in einer Ausgestaltung denkbar, insbesondere durch Rückkommunikation an das Smartdevice, die ausgewählte Komponente auf einem Display, insbesondere dem Touchscreen, des Smartdevice anzuzeigen. In besonders vorteilhafter, bevorzugter Ausgestaltung jedoch kann das Auswählen einer Komponente durch wenigstens eine an der ausgewählten Komponente angeordnete, optische Ausgabeeinrichtung angezeigt werden, insbesondere ein LED-Band und/oder eine hinterleuchtbare Farbfläche. In diesem Fall weist die Medizintechnikeinrichtung, konkret die wenigstens eine Komponente, aktivierbare optische Markierungen, beispielsweise Farbflächen und/oder LED-Bänder, auf, mit welchen als Ausgabeeinrichtung dem Bediener direkt visualisiert werden kann, welche Komponente aktuell von ihm angewählt ist. Damit wird es vorteilhaft vermieden, dass der Bediener seine Blickrichtung von der anvisierten Komponente abwendet und auf das relativ kleine Display des Smartdevice blicken muss, was einen unangenehmen Fokuswechsel darstellen würde.
Besonders bevorzugt ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung ferner, wenn die Bewegung einer ausgewählten der wenigstens einen Komponente aufgrund von Bewegungsdaten als Bedienereingabe entsprechend der Bewegung des Smartdevice erfolgt. Ist erst, insbesondere bei mehreren Komponenten, eine dieser Komponenten, insbesondere durch Anvisieren mittels dem Smartdevice, zur Verstellung ausgewählt, kann die gewünschte Bewegungsrichtung/Bewegungsart am Smartdevice beispielsweise so interpretiert werden, dass der Anwender bei einem Linksschwenk des Smartdevice auch eine entsprechende Linksbewegung der ausgewählten Komponente bewirkt, unabhängig, ob der Anwender vor, seitlich oder hinter der Komponente befindlich ist. Auf diese Weise ist eine hochgradig intuitive Einstellung von Komponenten der Medizintechnikeinrichtung möglich, nachdem insbesondere die entsprechenden Bewegungsfreiheitsgrade unmittelbar durch das Smartdevice abgebildet werden können. Ist ein Bewegungsfreiheitsgrad beispielsweise nicht verfügbar, kann dies durch eine entsprechende Rückmeldung an den Benutzer dargestellt werden; ansonsten wird aufgrund der bekannten Positionsdaten und Bewegungsdaten des Smartdevice die Bewegung aus Sicht des Benutzers entsprechend in eine Bewegung der Komponente umgesetzt, was insbesondere auch im Hinblick auf kombinierte Bewegungen durch mehrere Aktuatoren umgesetzt werden kann, beispielsweise Verschwenkungen um eine Mischachse; selbstverständlich ist es auch denkbar, beispielsweise bei Verschwenkung und/oder Linearbewegungen den nächstgelegenen Bewegungsfreiheitsgrad der Komponente entsprechend zu wählen.
Besonders vorteilhaft ist hierbei die Ausgestaltung, in der die Auswahl der zu steuernden Komponente durch Zeigen mittels des Smartdevice auf die Komponente erfolgt, woraufhin entsprechende Bewegungen des Smartdevice in Bewegungen dieser ausgewählten Komponente umgesetzt werden können. Es sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass in Bezug auf Bewegungen nahe dem Patienten und mögliche Kollisionsgefahren selbstverständlich auch im Rahmen der Erfindung übliche, grundsätzlich bekannte Kollisionsschutzsysteme zusätzlich zu dem hier beschriebenen Bedienkonzept eingesetzt werden können.
Es sei ferner darauf hingewiesen, dass mittels dieser Steuerfunktionen bei einer Röntgeneinrichtung auch die Größe und Form der Röntgenblendeneinstellung fernbedient werden kann, sowohl was die Auswahl der Röntgenblendeneinrichtung als auch die Veränderung angeht, nachdem dann beispielsweise auf ein Blendenelement bzw. die Blendeneinrichtung selbst gezeigt werden kann und dieses bzw. diese sozusagen mittels des Smartdevice fernbedient verschoben werden kann.
Konkret kann zur Bewegung vorgesehen sein, dass zur Entgegennahme einer Bedienereingabe durch das Mobilgerät eine Betätigung eines Bedienmittels des Mobilgeräts, insbesondere einer Bewegungsfreigabetaste, überprüft wird. Das bedeutet, nicht zwangsläufig muss nach Auswahl einer Komponente jede Bewegung mit dem Smartdevice zu einer (gegebenenfalls unerwünschten) Bewegung der Komponente führen, sondern der Bediener kann seinen Willen, eine Verstellung vorzunehmen, über ein entsprechendes, einfaches Bedienmittel an dem Smartdevice, welches mittels des Touchscreens realisiert sein kann, aber auch eine zusätzliche Taste an dem Smartdevice nutzen kann, kundtun, was insbesondere möglich ist, ohne den Blick auf das Smartdevice selbst zu richten und mithin von dem eigentlichen Einstellvorgang abgelenkt zu werden. Auf diese Weise wird die Sicherheit erhöht, ohne die Intuitivität und Einfachheit des hier vorgeschlagenen Verfahrens zu kompromittieren.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine eine Zielposition als aktuell durch das Smartdevice anvisierte Position beschreibende Bedienereingabe bei Betätigung eines Zielanwahlbedienmittels, insbesondere eines Zielanwahltasters, entgegengenommen wird, wobei eine ausgewählte der wenigstens einen Komponente an die Zielposition bewegt wird. Es ist mithin im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch denkbar, mittels der Zeigerichtung des Smartdevice eine gewünschte Zielposition zu definieren, welche anschließend automatisch bei Betätigung eines entsprechenden Bedienmittels angefahren werden kann.
Die Ermittlung der Positionsdaten und/oder der Bewegungsdaten bzw. auch der daraus folgende Steuerbetrieb kann an verschiedenen Positionen im gesamten Bediensystem und/oder auch verteilt realisiert werden. So kann vorgesehen sein, dass die Positionsdaten und/oder die Bewegungsdaten seitens einer Steuereinrichtung der Medizintechnikeinrichtung und/oder seitens einer Steuereinrichtung des Smartdevice ermittelt werden. Während es durchaus denkbar ist, das Smartdevice selbst zu nutzen, um zumindest die Position im Raum und/oder die Bewegung festzustellen, ist es bevorzugt, eine mit dem Smartdevice kommunizierende Steuereinrichtung der Medizintechnikeinrichtung, aufgrund deren höherer verfügbarer Ressourcen, einzusetzen. Dabei können verschiedene Arten von Kommunikationsverbindungen eingesetzt werden, insbesondere wiederum eine Kurzstrecken-Funkverbindung und/oder eine WLAN-Verbindung und/oder dergleichen.
In einer konkreten Ausgestaltung der Erfindung bei einer Röntgeneinrichtung als Medizintechnikeinrichtung können als Komponenten ein Patiententisch und/oder ein Röntgenstrahler und/oder ein Röntgendetektor und/oder ein C-Bogen und/oder eine Blendeneinrichtung verwendet werden. Selbstverständlich sind auch eine Vielzahl anderer, bewegbarer/einstellbarer Komponenten denkbar, die mittels des Smartdevice auf intuitive und einfache Art gesteuert werden können.
Neben dem Verfahren betrifft die Erfindung auch ein Bediensystem zur Steuerung einer Medizintechnikeinrichtung, insbesondere einer Röntgeneinrichtung, mit wenigstens einer entsprechend einer Bedienereingabe an einer als Smartdevice ausgebildeten Bedieneinrichtung bewegbaren Komponente, welches eine Steuereinrichtung der Bildaufnahmeeinrichtung und das Smartdevice aufweist und zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Sämtliche Ausführungen bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich analog auf das erfindungsgemäße Bediensystem übertragen, mit welchem mithin ebenso die bereits genannten Vorteile erhalten werden können.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

1 eine Prinzipskizze von Komponenten eines erfindungsgemäßen Bediensystems,
2 eine Darstellung zur Erläuterung der Lokalisierung mittels Markern und einer Kamera eines Smartdevice, und
3 einen Ablaufplan einer Bedienaktion im erfindungsgemäßen Verfahren.

1 zeigt eine Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Bediensystems. In einem Raum 1 ist eine Medizintechnikeinrichtung 2, vorliegend eine als Röntgeneinrichtung ausgebildete Bildaufnahmeeinrichtung, angeordnet. Die Medizintechnikeinrichtung 2 weist mehrere durch Fernbedienung bewegbare Komponenten 3 auf, im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfassend einen Röntgenstrahler, einen Röntgendetektor, einen Patiententisch und eine Blendeneinrichtung. Der Betrieb der Medizintechnikeinrichtung 2 wird durch eine entsprechende Steuereinrichtung 4 gesteuert.
Als Bedieneinrichtung für die Medizintechnikeinrichtung 2, insbesondere die bewegbaren Komponenten 3, weist das Bediensystem ferner ein hier als Smartphone ausgebildetes Smartdevice 5 auf, dessen Steuereinrichtung 6 über ein entsprechendes, hier nicht näher gezeigtes Funkinterface, insbesondere ein Bluetooth-Interface und/oder ein WLAN-Interface, eine drahtlose Kommunikationsverbindung 7 zu der Steuereinrichtung 4 aufbauen kann. Das Bluetooth-Interface, wobei hier Bluetooth Low Energy (BLE) verwendet wird, wird im Übrigen auch zum Aufbau von Kurzstrecken-Funkverbindungen 8 zu wenigstens einem Teil von optischen Markern 9 verwendet, konkret wenigstens zu aktiven optischen Markern 9, die mithin zur Ausgabe optischer, zu detektierender Signale angesteuert werden können.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Möglichkeit zum Aufbau der Kurzstrecken-Funkverbindungen 8 bzw. deren Eigenschaften auch als allgemeiner Trigger verwendet werden können, der anzeigt, dass sich das Smartdevice 5 im Raum 1 befindet und somit konkret zur Steuerung der Medizintechnikeinrichtung 2 verwendet werden kann. Anhand dieses Triggers kann beispielsweise der Aufbau der Kommunikationsverbindung 7 ausgelöst werden und/oder eine genauere Positionsbestimmung, die im Folgenden noch genauer beschrieben werden wird, in Gang gesetzt werden. Alternativ können mittels der Kamera auf das aktiv ausgesendete Licht von Markern 9 aufmodulierte Identifikationssignale der als Licht-Beacons wirkenden Marker aufgenommen und ausgewertet werden, um zu bestimmen, ob sich das Smartdevice 5 im Raum 1 befindet.
Das Smartdevice 5 umfasst ferner, wie grundsätzlich bekannt, einen Touchscreen 10 als Bedienmittel und Display. Ferner weist das Smartdevice 5 Smartdevicesensoren 11 auf, vorliegend zwei Kameras, nämlich eine Frontkamera und eine Rückkamera, Beschleunigungssensoren, Drehratensensoren und einen Magnetfeldsensor, der als Kompass wirkt.
Den fernbedient bewegbaren Komponenten 3 sind nun zum einen durch die Steuereinrichtung 4 ansteuerbare Aktoren 12 zur Herstellung der Bewegbarkeit, beispielsweise Motoren, zugeordnet, die im Übrigen auch ihre jeweilige Stellung an die Steuereinrichtung 4 zurückmelden, so dass diese aufgrund der ihr auch bekannten Systemgeometrie der Medizintechnikeinrichtung 2 ständig die Position der Komponenten 3 kennt. Die Steuereinrichtung 4 kennt im Übrigen auch die Position der Medizintechnikeinrichtung 2 im Raum 1. Kann nun die Position und Orientierung bzw. die Bewegung des Smartdevice 5 im Raum 1 als entsprechende Positionsdaten bzw. Bewegungsdaten ermittelt werden, können diese in Beziehung zu den jeweiligen Komponenten 3 gesetzt werden, insbesondere durch eine Auswahl einer zu bedienenden Komponente 3 und eine Vorgabe einer durchzuführenden Bewegung als Bedienereingabe, die dann von den Aktoren 12 entsprechend umgesetzt wird.
Um, ohne dass ein Bediener den Blick von den Komponenten 3 abwenden muss, anzuzeigen, dass eine Komponente 3 ausgewählt wurde, weisen diese zudem Ausgabeeinrichtungen 13 auf, beispielsweise LED-Bänder, deren Aufleuchten deutlich anzeigt, dass die entsprechende Komponente zur Bedienung ausgewählt wurde, wie im Folgenden noch genauer dargelegt werden wird.
Zur Bestimmung der Orientierung, Position und auch Bewegung des Smartdevice 5 im Raum 1 werden die Smartdevicesensoren 11, insbesondere die mittels der Kameras erfassbaren Marker 9, genutzt.
2 erläutert dies in Form einer perspektivischen Ansicht auf den Raum 1 genauer. Zu erkennen ist zunächst die Medizintechnikeinrichtung 2 mit dem Patiententisch 14, dem Röntgenstrahler 15 und dem Röntgendetektor 16 als Komponenten 3; eine Blendeneinrichtung ist der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Eine Hand 17 eines Bedieners hält das Smartdevice 5 im Raum, wobei der Erfassungsbereich 18 der vorderen Kamera 19 als Smartdevicesensor 11 angedeutet ist. Die in ihren optisch wahrnehmbaren Mustern deutlich unterscheidbaren Marker 9 sind ersichtlich an verschiedenen Stellen im Raum 1, vorliegend der Übersichtlichkeit halber wenigstens an der Decke und den Wänden, verteilt; eine Anordnung von optischen Markern 9 am Boden ist selbstverständlich auch möglich. Dabei weisen die aktiven Marker 9 vorliegend Infrarot-LEDs 20 in verschiedenen Mustern auf.
Nachdem das Smartdevice 5 länglich ist, weist es, in der Hand 17 liegend, auch eine klar definierte Zeigerichtung 21, symbolisiert durch einen Pfeil, auf, nämlich die Verlängerung der Längsachse des Smartdevice 5.
Im Betrieb zur Steuerung von Komponenten 3 werden mittels der Steuereinrichtung 4 und/oder der Steuereinrichtung 6 kontinuierlich Positionsdaten und Bewegungsdaten des Smartdevice 5 erzeugt. Nachdem die Position und die Eigenschaften der Marker 9 in einer Konfigurationsphase ermittelt und, beispielsweise in einer Datenbank, abgelegt wurden, können die von der Kamera 19 erfassten Marker 9 zur Positionsbestimmung dienen, wobei die aktiven Marker 9 über die entsprechenden Kurzstrecken-Funkverbindungen 8 angesteuert werden, in Synchronisation mit dem Smartdevice 5 entsprechende, detektierbare Signale auszugeben. Die Infrarot-LEDs 20 ermöglichen eine verlässliche Erkennung der Marker 9. Aufgrund der Kurzstrecken-Fundverbindung 8 wirken die aktiven Marker 9 zudem auch als Funk-Beacons bzw. Funkleuchtfeuer, was bereits eine zumindest grobe Positionsbestimmung ebenso ermöglicht (Laufzeit- und Feldstärkemessungen). Unterstützend zu den Sensordaten der Kamera werden auch die Sensordaten der Beschleunigungssensoren (Kippung im Raum), der Drehratensensoren (Bewegung) und des Magnetfeldsensors (Ausrichtung nach Nord grob ermittelbar) berücksichtigt.
3 erläutert nun einen möglichen Bedienvorgang einer Komponente 3 genauer.
In einem Schritt S1 visiert der Bediener mittels des Smartdevice 5 die zu steuernde Komponente 3 an. Aus den aktuellen Positionsdaten lässt sich die Fortsetzung der Längsachse, also die Zeigerichtung 21, ermitteln, so dass überprüft werden kann, ob das Smartdevice 5 auf eine Komponente 3 zeigt. Ist dies der Fall, wird in einem Schritt S2 die dieser Komponente zugeordnete Ausgabeeinrichtung 13 in einen Anwählbarkeitsmodus, beispielsweise zum Aussenden einer ersten Farbe, angesteuert. Wird dann in einem Schritt S3 festgestellt, dass ein Bestätigungsbedienmittel, vorliegend auf dem Touchscreen 10 dargestellt, betätigt wurde, wird die entsprechende Komponente in einem Schritt S4 endgültig als zu bedienend ausgewählt und das Ausgabelicht der Ausgabeeinrichtung 13 wechselt bestätigend die Farbe, beispielsweise von Gelb nach Grün.
In einem Schritt S5 besteht nun mittels eines ebenso auf dem Touchscreen 10 dargestellten weiteren Bedienmittels, hier einer Bewegungsfreigabetaste 22 (vgl. 2), die Möglichkeit, Bewegungen des Smartdevice 5 in Bewegungen der ausgewählten Komponente 3 zu übertragen. Ist in 2 beispielsweise der Röntgenstrahler 15 ausgewählt und wird das Smartdevice 5 nach rechts bewegt, bewegt sich auch der Röntgenstrahler 15 nach rechts, solange die Bewegungsfreigabetaste 22 betätigt ist. Entsprechendes gilt für Rotationen bzw. andere Bewegungen, solange diese Bewegungsfreiheitsgrade zur Verfügung stehen.
Ein Schritt S6 symbolisiert eine weitere Möglichkeit zur Fernbedienung einer Komponente 3, nämlich die Anwahl einer Zielposition durch das Smartdevice 5, indem auf diese gezeigt wird und ein Zielanwahlbedienmittel, das wiederum auf dem Touchscreen 10 dargestellt sein kann, betätigt wird. Die Komponente 3 wird dann an die entsprechende Zielposition verfahren.
Zusätzlich kann im Übrigen auch ein Abwahlbedienmittel bzw. ein Umwahlbedienmittel vorgesehen sein, um eine weitere Komponente 3 zur Steuerung zu markieren. Ferner können selbstverständlich Komponenten 3 auch aneinander gekoppelt sein, beispielsweise was den Röntgendetektor 16 und den Röntgenstrahler 15 zumindest bezüglich einiger Bewegungsfreiheitsgrade betrifft. Dies alles wird in der Steuereinrichtung 4 umgesetzt.
Es sei abschließend noch angemerkt, dass dann, wenn beispielsweise Marker 9 nicht oder nicht hinreichend aufgrund von ungünstigen Blickwinkeln erkennbar sind, eine Koppelnavigation (Dead Reckoning) mittels der Beschleunigungssensoren und der Drehratensensoren stattfinden kann.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: Raum
2: Medizintechnikeinrichtung
3: Komponenten
4: Steuereinrichtung
5: Smartdevice
6: Steuereinrichtung
7: Kommunikationsverbindung
8: Kurzstrecken-Funkverbindung
9: Marker
10: Touchscreen
11: Smartdevicesensor
12: Aktor
13: Ausgabeeinrichtungen
14: Patiententisch
15: Röntgenstrahler
16: Röntgendetektor
17: Hand
18: Erfassungsbereich
19: Kamera
20: Infrarot-LED
21: Zeigerichtung
22: Bewegungsfreigabetaste
S1: Schritt
S2: Schritt
S3: Schritt
S4: Schritt
S5: Schritt
S6: Schritt

Claims

Verfahren zur Steuerung einer Medizintechnikeinrichtung (2), insbesondere einer Bildaufnahmeeinrichtung, mit wenigstens einer entsprechend einer Bedienereingabe an einer Bedieneinrichtung bewegbaren Komponente (3), dadurch gekennzeichnet, dass als Bedieneinrichtung ein Smartdevice (5) verwendet wird, welches wenigstens einen die Bewegung und/oder die Position des Smartdevices (5) in dem Raum (1), in dem die Medizintechnikeinrichtung (2) befindlich ist, beschreibende Sensordaten aufnehmenden Smartdevicesensor (11) aufweist, wobei die Position und die Orientierung des Smartdevices (5) zu der wenigstens einen Komponente (3) beschreibende Positionsdaten und/oder eine Bewegung relativ zu der wenigstens einen Komponente (3) beschreibende Bewegungsdaten aus den Sensordaten ermittelt und zur Auswahl wenigstens einer der wenigstens einen Komponente (3) und/oder Ermittlung einer Bedienereingabe bezüglich wenigstens einer der wenigstens einen Komponente (3) ausgewertet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Smartdevicesensor (11) eine Kamera (19) ist, in deren Bilddaten in dem Raum (1) angeordnete optische Marker (9) detektiert und zur Ermittlung der Positionsdaten und/oder der Bewegungsdaten verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als wenigstens ein Teil der Marker (9) aktive Marker (9), insbesondere umfassend optische und/oder Infrarot-LEDs (20), verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die aktiven Marker (9) zur Positionsbestimmung von dem Smartdevice (5) mittels einer Kurzstrecken-Funkverbindung (8), insbesondere einer Bluetooth-Verbindung, zum Betrieb angesteuert werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsdaten wenigstens teilweise nach einem Signallaufzeitverfahren und/oder aufgrund einer Feldstärke der von den Markern (9) ausgesendeten Funksignale bei bidirektionaler Kurzstrecken-Funkverbindung (8) ermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestehen und/oder der Aufbau und/oder eine Eigenschaft der Kurzstrecken-Funkverbindung (8) zur Detektion, ob sich das Smartdevice (5) in dem Raum (1) befindet, verwendet werden, insbesondere zur Triggerung des Beginns der Ermittlung der Positionsdaten und/oder der Bewegungsdaten.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, insbesondere zusätzlich zu der Kamera (19), als Smartdevicesensor (11) wenigstens ein Beschleunigungssensor und/oder wenigstens ein Drehratensensor und/oder wenigstens ein Magnetfeldsensor, insbesondere als Kompass, verwendet werden, wobei insbesondere die Positionsdaten und/oder die Bewegungsdaten wenigstens teilweise mittels Koppelnavigation ermittelt werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Auswahl einer zu steuernden Komponente (3) die in den Positionsdaten enthaltene Orientierung des Smartdevices (5) dahingehend ausgewertet wird, ob der Bediener mit dem Smartdevice (5) auf eine der wenigstens einen Komponente (3) zeigt, welche, insbesondere nach Betätigung eines Bestätigungsbedienmittels durch den Bediener, ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswählen einer Komponente (3) durch wenigstens eine an der ausgewählten Komponente (3) angeordnete, optische Ausgabeeinrichtung (13) angezeigt wird, insbesondere ein LED-Band und/oder eine hinterleuchtbare Farbfläche.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung einer ausgewählten der wenigstens einen Komponente (3) aufgrund von Bewegungsdaten als Bedienereingabe entsprechend der Bewegung des Smartdevices (5) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Entgegennahme einer Bedienereingabe durch das Smartdevice (5) eine Betätigung eines Bedienmittels des Smartdevices (5), insbesondere einer Bewegungsfreigabetaste (22), überprüft wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine eine Zielposition als aktuell durch das Smartdevice (5) anvisierte Position beschreibende Bedienereingabe bei Betätigung eines Zielanwahlbedienmittels, insbesondere eines Zielanwahltasters, entgegengenommen wird, wobei eine ausgewählte der wenigstens einen Komponente (3) an die Zielposition bewegt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Röntgeneinrichtung als Medizintechnikeinrichtung (2) als Komponenten (3) ein Patiententisch (14) und/oder ein Röntgenstrahler (15) und/oder ein Röntgendetektor (16) und/oder ein C-Bogen und/oder eine Blendeneinrichtung verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsdaten und/oder die Bewegungsdaten seitens einer Steuereinrichtung (4) der Medizintechnikeinrichtung (2) und/oder seitens einer Steuereinrichtung (6) des Smartdevice (5) erfolgt.
Bediensystem zur Steuerung einer Medizintechnikeinrichtung (2), insbesondere einer Röntgeneinrichtung, mit wenigstens einer entsprechend einer Bedienereingabe an einer als Smartdevice (5) ausgebildeten Bedieneinrichtung bewegbaren Komponente (3), aufweisend eine Steuereinrichtung (4) der Medizintechnikeinrichtung (2) und das Smartdevice (5) und ausgebildet zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche.