DE10347735A1

DE10347735A1 - Motorisch verstellbares Röntgengerät

Info

Publication number: DE10347735A1
Application number: DE10347735A
Authority: DE
Inventors: Franz Fadler; Udo Heinze; Martin Vierbücher
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2003-10-14
Filing date: 2003-10-14
Publication date: 2005-09-15
Anticipated expiration: 2023-10-15
Also published as: DE10347735B4; CN100435731C; CN1640359A; US20050105692A1; US7093976B2

Abstract

Ein Röntgengerät umfasst einen motorisch verstellbaren C-Bogen (1), eine eine erste Betätigungsvorrichtung (10) aufweisende, mit dem C-Bogen (1) mechanisch verbundene Eingabevorrichtung (5), einen mit dem C-Bogen (1) mechanisch verbundenen Totmann-Schalter (12) und ein mit der Eingabevorrichtung (5) und dem Totmann-Schalter (12) zusammenwirkendes Mustererkennungsmodul (4), welches zur Vornahme einer Einteilung von mittels der ersten Betätigungsvorrichtung (10) erzeugbaren Betätigungssignalmustern in eine erste Signalgruppe (S1), welche bei betätigtem Totmann-Schalter (12) aktivierbar ist, und eine zweite Signalgruppe (S2), welche bei nicht betätigtem Totmann-Schalter (12) aktivierbar ist, vorgesehen ist. Erfindungsgemäß kann ein Betätigungssignalmuster der ersten Signalgruppe (S1) einer Bewegungssteuerung des C-Bogens (1) zugeordnet sein.

Description

Die Erfindung betrifft ein Röntgengerät mit einem motorisch verstellbaren C-Bogen. Ein C-Bogen-Röntgengerät ist beispielsweise aus der DE 42 37 013 A1 bekannt.

Das aus der DE 42 37 013 A1 bekannte Röntgengerät weist an einem am C-Bogen getragenen Bildaufnahmesystem einen Handgriff auf, dem ein Kraftaufnehmer zugeordnet ist. Die damit erfassbare Bedienkraft dient als Führungsgröße in einem Regelkreis, wobei die Beschleunigung des motorisch verstellbaren C-Bogens die Regelgröße ist. Auf diese Weise soll der Bediener den Eindruck erhalten, dass er das Röntgengerät mit wesentlich kleineren Massen bzw. Trägheitsmomenten bewegt. Zur Auslösung über die reine Bewegungssteuerung hinausgehender, weiterer Steuerfunktionen sind vom Bediener in der Regel hierfür vorgesehene Tasten zu drücken. Solche Tasten sind typischerweise nicht am C-Bogen oder am mit diesem verbundenen Bildaufnahmesystem sondern an einer gesonderten Steuereinheit angeordnet. Hieraus ergibt sich eine ergonomisch ungünstige und zeitaufwändige Bedienung des Röntgengerätes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Röntgengerät mit motorisch verstellbarem C-Bogen anzugeben, welches eine besonders Zeit sparende und ergonomisch günstige Bedienung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Röntgengerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Dieses Röntgengerät umfasst einen motorisch verstellbaren C-Bogen, wobei an diesem oder an einem mechanisch mit diesem verbundenen Teil, beispielsweise einem Bildaufnahmesystem, eine mindestens eine Betätigungsvorrichtung aufweisende Eingabevorrichtung sowie ein Totmann-Schalter angeordnet sind. Vorzugsweise ist die Betätigungsvorrichtung in der Art eines am C-Bogen angeordne ten Handgriffs, einer sogenannten Servo-Reling gestaltet, wobei an dieser Reling oder in deren Nähe auch der Totmann-Schalter angeordnet ist, dessen Betätigung Voraussetzung für die Verstellung des C-Bogens mittels der Eingabevorrichtung ist. Sowohl die die Betätigungsvorrichtung aufweisende Eingabevorrichtung als auch der Totmann-Schalter wirken mit einem Mustererkennungsmodul zusammen, welches bevorzugt in eine Regeleinheit des Röntgengerätes integriert ist. Das Mustererkennungsmodul ermöglicht eine Einteilung von mittels der Betätigungsvorrichtung erzeugten Betätigungssignalmustern in zwei Signalgruppen. Hierbei umfasst eine erste Signalgruppe Betätigungssignalmuster, welche bei betätigtem Totmann-Schalter aktivierbar, d.h. zur Bedienung des Röntgengeräts wirksam sind. Die zweite Signalgruppe umfasst dagegen mittels der Betätigungsvorrichtung erzeugbare Betätigungssignalmuster, welche bei nicht betätigtem Totmann-Schalter aktivierbar sind. Dies schließt nicht zwangsläufig aus, dass der zweiten Signalgruppe zugeordnete Betätigungssignalmuster auch bei betätigtem Totmann-Schalter aktivierbar, d.h. freigeschalten sind. In bevorzugter Weise sind jedoch die Betätigungssignalmuster der ersten Signalgruppe ausschließlich bei betätigtem Totman-Schalter und die Betätigungssignalmuster der zweiten Signalgruppe ausschließlich bei nicht betätigtem Totman-Schalter nutzbar.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass eine Verstellung eines C-Bogens eines Röntgengerätes nur möglich sein sollte, wenn zusätzlich zu einer Betätigungsvorrichtung, beispielsweise in Form eines Handgriffes oder einer Reling, ein Totmann-Schalter gedrückt wird. Auf diese Weise sind unbeabsichtigte Bewegungen des C-Bogens praktisch ausgeschlossen. Für sonstige, nicht sicherheitskritische Funktionen ist dagegen die Betätigung eines Totmann-Schalters entbehrlich. Für die Auslösung solcher sonstigen Funktionen könnten separate Schalter oder Tasten vorgesehen sein. Sind diese Schalter oder Tasten getrennt vom C-Bogen, beispielsweise an einer gesonderten Steuereinheit, angeordnet, so wäre dies einer kom fortablen Bedienung des Röntgengerätes abträglich. Andererseits sind auch die Möglichkeiten, am C-Bogen selbst zusätzliche Schalter oder Tasten anzubringen, beschränkt. Dies gilt insbesondere in Fällen, in denen eine zur Verstellung des C-Bogens vorgesehene Bedienungshandhabe oder Betätigungsvorrichtung als im Vergleich zu den am C-Bogen getragenen röntgentechnischen Apparaten groß dimensionierte Servo-Reling ausgebildet ist. Die ergonomischen Vorteile einer solchen groß dimensionierten Bedienungshandhabe wären somit aufgrund der zusätzlichen Schalter und Tasten nur mit erheblichen Einschränkungen nutzbar. Diese Einschränkungen werden nach der Erfindung dadurch aufgehoben, dass die zur Verstellung des C-Bogens vorgesehene Betätigungsvorrichtung zusätzlich auch für weitere, nicht sicherheitskritische Funktionen des Röntgengerätes nutzbar ist. Im letztgenannten Fall ist dabei im Gegensatz zur Bewegungssteuerung des C-Bogens keine Betätigung des Totmann-Schalters vorgesehen.

Die Einteilung eines mit der vorzugsweise am C-Bogen angeordneten Betätigungsvorrichtung erzeugten Betätigungssignalmusters in eine der Signalgruppen hängt vorzugsweise nicht nur davon, ob der Totmann-Schalter betätigt ist, sondern auch von der Zeitstruktur des Betätigungssignalmusters ab. Insbesondere im Fall einer am C-Bogen angeordneten groß dimensionierten Betätigungsvorrichtung sollten Vorkehrungen getroffen werden, um eine unbeabsichtigte Auslösung von Steuerfunktionen zu verhindern. Betreffend Betätigungssignalmuster der zweiten Signalgruppe ist eine solche Vorkehrung vorzugsweise dadurch getroffen, dass das Mustererkennungsmodul als Teil der Steuerung des Röntgengerätes ausschließlich kurzzeitige Betätigungen der Betätigungsvorrichtung als der zweiten Signalgruppe zugehörig akzeptiert. Vorzugsweise beträgt die Dauer eines Zeitfensters für ein Betätigungssignalmuster der zweiten Signalgruppe, beispielsweise ein einfaches oder doppeltes Antippen der Betätigungsvorrichtung, z.B. maximal eine Sekunde. Die Wahrscheinlichkeit einer Fehlbedienung ist durch eine solche Vorgabe der Zeitstruktur des Betätigungssignalmu sters für der zweiten Signalgruppe zugeordnete Funktionen, welche im Vergleich zu der ersten Signalgruppe zugeordneten Funktionen, insbesondere einer Verlagerung des C-Bogens, weniger sicherheitskritisch sind, ausreichend reduziert.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Eingabevorrichtung eine zweite Betätigungsvorrichtung, beispielsweise einen Kraft- und oder Wegaufnehmer auf, welche vorzugsweise zusammen mit der ersten Betätigungsvorrichtung mittels einer einzigen Bedienungshandhabe, insbesondere eines Bügels oder einer Reling am C-Bogen, betätigbar ist. In besonders bevorzugter Weise ist die Eingabevorrichtung dazu ausgebildet, Richtungskomponenten der vom Bediener aufgebrachten Kraft in allen Raumrichtungen zu erfassen. Sofern die Eingabevorrichtung entsprechend der ersten Signalgruppe, d.h. bei betätigtem Totmann-Schalter, dazu genutzt wird, die Bewegung des C-Bogens zu steuern, ist damit eine unmittelbare Richtungsvorgabe zur Verstellung des C-Bogens mittels einer einzigen Betätigungshandhabe möglich. Dieselbe, mit zwei Betätigungsvorrichtungen, insbesondere Kraftaufnehmern zusammenwirkende oder auf sonstige Weise eine Information über die Betätigungsrichtung erzeugende Betätigungshandhabe ist vorzugsweise zugleich auch dazu vorgesehen, der zweiten Signalgruppe zugehörige Betätigungssignalmuster aufzunehmen, welche eine zeitlich korrelierte Betätigung der Bedienungshandhabe in unterschiedlichen, insbesondere entgegengesetzten Richtungen oder eine in sonstiger Weise zeitlich korreliert Betätigung mehrerer Betätigungsvorrichtungen umfassen. Eine solche zeitlich korrelierte, mehrere Betätigungsrichtungen umfassende Betätigung ist beispielsweise durch eine Hin- und Herbewegung, d.h. ein einmaliges Rütteln, einer Bedienungshandhabe, insbesondere einer Reling, gegeben.

Der Vorteil der Erfindung liegt insbesondere darin, dass an einem Röntgengerät eine zur Verstellung eines C-Bogens vorhandene Eingabevorrichtung einschließlich Sensorik, insbesondere Kraft- oder Wegaufnehmer, zugleich genutzt wird, um wei tere Funktionen zusätzlich zur Bewegungssteuerung zu erfüllen. Die Steuerung des Röntgengerätes wertet hierbei im Sinne einer Gesten-Erkennung die Zeitstruktur eines Betätigungssignals aus. Ein Wechseln des Benutzers zu einem Bedienmenu zum Aufrufen von Sonderfunktionen ist nicht erforderlich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:

1 in schematischer Darstellung ein Röntgengerät mit einem motorisch verstellbaren C-Bogen,

2 in einem Blockschaubild Teile der Steuerung des Röntgengeräts nach 1, und

3a, b, c jeweils ein Beispiel eines Betätigungssignalmusters.

Einander entsprechende Teile und Parameter sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Eine in 1 grob schematisiert dargestelltes Röntgengerät umfasst einen angular und orbital verstellbaren C-Bogen 1, welcher einerseits einen Röntgenstrahler 2 und andererseits ein Bildaufnahmesystem 3 trägt. Ein Drehpunkt bezüglich der Orbitalverstellung ist mit D, eine Achse bezüglich der Angularverstellung mit A bezeichnet. Eine Eingabevorrichtung 5, welche in nicht näher dargestellter Weise Kraft- und/oder Wegaufnehmer umfasst, ist am Bildaufnahmesystem 3 angeordnet und zur Aufnahme einer Handkraft Fh des Bedieners vorgesehen. In nicht näher dargestellter Weise weist die Eingabevorrichtung 5 vorzugsweise als Bedienungshandhabe mindestens eine am C-Bogen 1 und/oder an den röntgentechnischen Apparaten 2,3 angeordnete Reling auf, welche eine genaue Richtungsinformation über die Handkraft Fh liefert. Informationen bezüglich des Betrages und der Richtung der Kraft Fh werden über eine Leitung 8 und ein Mustererkennungsmodul 4 an eine Regeleinheit 6 weitergeleitet. Diese ist weiterhin über Leitungen 8 verbunden mit einem Elektromotor 7, welcher der Verstellung des C-Bogens 1 dient. Informationen bezüglich einer Beschleunigung a des Röntgengerätes 1, 2, 3, eines Ankerstroms Ia des Elektromotors 7, einer Geschwindigkeit v des Röntgengeräts 1, 2, 3 sowie einer Drehzahl n des Elektromotors 7 werden über einen Vergleicher 9 der Regeleinheit 6 zugeleitet. Um den C-Bogen 1 in beliebiger Weise in Orbital- und/oder Angularrichtung zu bewegen, ist zusätzlich zur Eingabevorrichtung 5 ein Totmann-Schalter 12 zu betätigen, welcher gering von der Eingabevorrichtung 5 beabstandet ebenfalls am Bildaufnahmesystem 3 angeordnet ist.

Anhand der 2 wird im Folgenden die Zusammenwirkung der Eingabevorrichtung 5 und des Totmann-Schalters 12 mit dem Mustererkennungmodul 4 näher erläutert. Die vorzugsweise als Servo-Reling ausgebildete Eingabevorrichtung 5 umfasst eine erste Betätigungsvorrichtung 10 und eine zweite Betätigungsvorrichtung 11, welche zur Aufnahme von Bedienkräften Fh in einer ersten Betätigungsrichtung R1 bzw. einer zweiten Betätigungsrichtung R2 vorgesehen sind. Darüber hinaus ist die Eingabevorrichtung 5 in nicht näher dargestellter Weise mit Sensorik ausgerüstet, welche eine vollständige Richtungsinformation über die Bedienkraft Fh liefert. Die Richtung der Bedienkraft Fh entspricht dabei der Richtung, in welcher der C-Bogen 1 zu verstellen ist.

Verschiedene Bedienmodi der Eingabevorrichtung 5 und des Totmann-Schalters 12 werden im Folgenden anhand der 3a bis 3c erläutert. Hierbei ist in Abhängigkeit von der Zeit t jeweils der Verlauf eines mit dem Totmann-Schalter 12 auslösbaren Totmann-Signals ST und der Verlauf eines mit der Eingabevorrichtung 5 auslösbaren Betätigungssignals SB dargestellt. Im Beispiel nach 3a werden gleichzeitig und länger andauernd sowohl die Eingabevorrichtung 5 als auch der Totmann-Schalter 12 betätigt. Das damit mittels der Eingabevorrichtung 5 erzeugte Betätigungssignalmuster wird einer ersten Signalgruppe 51 zugeordnet, welche der Bewegungssteuerung des C-Bogens 1 zugeordnet ist. Ein unbeabsichtigtes Verfahren des C-Bogens 1 ist praktisch ausgeschlossen, da eine Zuordnung zur ersten Signalgruppe ausschließlich bei betätigtem Totmann-Schalter 12 erfolgt.

Im Beispiel nach 3b ist der Totmann-Schalter 12 nicht betätigt, während die Eingabevorrichtung 5 mit zwei Impulsen, deren Gesamtdauer weniger als eine Sekunde beträgt, betätigt wird. Dieses Betätigungssignalmuster wird einer zweiten Signalgruppe S2 zugeordnet, welche über die Verstellung des C-Bogens 1 hinausgehende Steuerfunktionen umfasst. Beispielsweise wird durch das zweimalige Antippen der Eingabevorrichtung 5, in der Art eines Doppelklicks, die Funktion einer Achstreue der Verstellung des C-Bogens 1 angewählt. Der C-Bogen 1 ist in dieser Funktion nur noch entweder exakt in Angularrichtung oder exakt in Orbitalrichtung verstellbar. Durch ein einmaliges Antippen der Eingabevorrichtung 5, entsprechend einem der in 3b dargestellten Impulse, ist vorzugsweise die jeweilige Position des C-Bogens 1 markierbar. Damit ist auf einfachste Weise beispielsweise ein Einrastpunkt („Softnotch") des C-Bogens 1 definierbar, der auf hier nicht näher beschriebene Weise später vereinfacht angefahren werden kann. Weitere zusätzliche Steuerfunktionen sind z.B. dadurch auslösbar, dass die Betätigungsvorrichtungen 10, 11 kurz aufeinanderfolgend, insbesondere innerhalb von weniger als einer Sekunde, betätigt werden, indem beispielsweise eine mechanisch mit beiden Betätigungsvorrichtungen 10, 11 zusammenwirkende Bedienungshandhabe in beide Betätigungsrichtungen R1, R2 bewegt oder zumindest mit einer Bedienkraft Fh belastet wird. Gemeinsames Merkmal der vorstehend erläuterten Betätigungssignalmuster der zweiten Signalgruppe S2 ist, dass der Totmann-Schalter 12 hierbei nicht betätigt ist. Die Zuordnung jedes Betätigungssignals zu einer der Signalgruppen S1, S2 erfolgt mittels des Mustererkennungsmoduls 4, welches beispielsweise in die Regeleinheit 6 integriert ist. Die Eingabe eines Betätigungssignals der zweiten Signalgruppe S2 bei betätigtem Totmann-Schalter 12 ist vorzugsweise generell ausgeschlossen. Hierdurch ist zum einen eine besonders einfache Eingabe von der zweiten Signalgruppe zugehörigen Betätigungssignalmustern möglich. Zum anderen ist ausgeschlossen, dass bei Anwahl einer der zweiten Signalgruppe zugeordneten Sonderfunktion unbeabsichtigt eine Bewegung des C-Bogens 1 ausgelöst wird.

Im Beispiel nach 3c wird ausschließlich die Eingabevorrichtung 5, jedoch über einen Zeitraum, der über das für ein der zweiten Signalgruppe zugeordnetes Kurzzeitsignal hinausgeht, betätigt. Der Totmann-Schalter 12 bleibt gleichzeitig unbetätigt. In diesem Fall wird von einer unbeabsichtigten Betätigung der Eingabevorrichtung 5 ausgegangen. Das Betätigungssignalmuster nach 3c löst somit weder eine Bewegung des C-Bogens 1 noch eine sonstige Steuerfunktion aus.

Claims

Röntgengerät mit • einem motorisch verstellbaren C-Bogen (1), • einer eine erste Betätigungsvorrichtung (10) aufweisenden, mit dem C-Bogen (1) mechanisch verbundenen Eingabevorrichtung (5), • einem mit dem C-Bogen (1) mechanisch verbundenen Totmann-Schalter (12), • einem mit der Eingabevorrichtung (5) und dem Totmann-Schalter (12) zusammenwirkenden Mustererkennungsmodul (4), welches zur Vornahme einer Einteilung von mittels der ersten Betätigungsvorrichtung (10) erzeugbaren Betätigungssignalmustern in – eine erste Signalgruppe (S1), welche bei betätigtem Totmann-Schalter (12) aktivierbar ist, und – eine zweite Signalgruppe (S2), welche bei nicht betätigtem Totmann-Schalter (12) aktivierbar ist, vorgesehen ist.
Röntgengerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betätigungssignalmuster der ersten Signalgruppe (S1) einer Bewegungssteuerung des C-Bogens (1) zugeordnet ist.
Röntgengerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein durch kurzzeitige Betätigung der ersten Betätigungsvorrichtung (10) erzeugtes Betätigungssignalmuster der zweiten Signalgruppe (S2) zugeordnet ist.
Röntgengerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer des Betätigungssignalmusters der zweiten Signalgruppe (S2) weniger als eine Sekunde beträgt.
Röntgengerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein durch zweifache Betätigung der ersten Betätigungsvorrichtung (10) erzeugtes Betätigungssignalmuster der zweiten Signalgruppe (S2) zugeordnet ist.
Röntgengerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabevorrichtung (5) eine zweite Betätigungsvorrichtung (11) aufweist.
Röntgengerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mittels zeitlich zusammenhängender Betätigung beider Betätigungsvorrichtungen (10,11) ein der zweiten Signalgruppe (S2) zugehöriges Betätigungssignalmuster erzeugbar ist.
Röntgengerät nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsrichtungen (R1, R2) beider Betätigungsvorrichtungen (10,11) einander entgegengerichtet sind.