DE3414518A1

DE3414518A1 - Bedienpult fuer einen rechnergestuetzten roentgen-tomographen

Info

Publication number: DE3414518A1
Application number: DE19843414518
Authority: DE
Inventors: Kenjiro Mitaka Tokio/Tokyo Fujita; Isao Tokio/Tokyo Matsumoto
Original assignee: Yokogawa Medical Systems Ltd
Current assignee: GE Healthcare Japan Corp
Priority date: 1983-12-16
Filing date: 1984-04-17
Publication date: 1985-07-04
Also published as: GB8409147D0; GB2151890B; JPS60129034A; GB2151890A; DE3414518C2; US4773086A

Description

Henkel, Pfenning, Feiler, Hänzel & Meinig Patentanwälte

_ j __ European Patern Attorneys

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Tokio, Japan Mohisuaße 37
D-8000 Muncnen 80

Tei G89/9S2G35-87 Telex. C529S02 hnk' d Teiegfa·^."^. e' osoiC Telefax 'Gr 2^3-089'98K 26

FA 84092

17. April 1984

Bedienpult für einen rechnergestützten Röntgen-Tomographen

Die Erfindung bezieht sich auf rechnergestützte Röntgen-Tomographen und betrifft insbesondere ein Bedienpult zum Eingeben der Abtastbedingungen des Tomographen.

Bei einem bisherigen rechnergestützten Röntgen-Tomographen werden ein Röntgenstrahl unter verschiedenen Winkeln in einer Ebene quer zu einem Untersuchungsobjekt oder Patienten emittiert, die Verteilung des Röntgen-Absorptionsvermögens von Körperabschnitten bestimmt und diese Verteilung auf dem Bildschirm einer Anzeigeeinheit wiedergegeben. In den Fig. la bis Ic sind die Hauptteile eines allgemeinen Röntgen-Tomographen dargestellt. Gemäß Fig. la sind dabei ein Abtast-Portal 1 und ein Aufnahme- oder Patienten-Tisch

2 vorgesehen. In das Portal 1 sind in Gegenüberstellung über eine Öffnung 3 zueinander eine Röntgenröhre und eine Röntgenstrahl-Detektorvorrichtung (beide nicht dargestellt) eingebaut. Der Tisch 2 weist eine Auflage 4 auf, die mit dem darauf liegenden Patienten (nicht dargestellt) axial nach vorn in die Öffnung

3 hinein und aus ihr zurück verschiebbar ist.

Fig. Ib zeigt einen Rechner zur Steuerung des gesamten Geräts und zur Durchführung von Berechnungen für z.B. Bildwiederaufbau.

Fig. Ic veranschaulicht ein Bedienpult (oder Operatorkonsole) mit einer Vielzahl von auf einer (Schalt-)Tafel O₀ angeordneten Tasten-Schaltern, die für den Abtastbetrieb des Geräts selektiv betätigbar sind, und einer Kathodenstrahlröhre bzw. einem Bildschirm.

Im Betrieb des erwähnten Tomographen werden Infor-_Qtmationseinheiten, wie Abtastbedingungen, normalerweise für Abtastoperation am Bedienpult eingegeben. Für diese Informationseingabe bieten sich ein Konversations- oder Dialogprozess unter Benutzung des Tastenfelds des Bedienpults mit Betrachtung der auf dem Bild-

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schirm wiedergegebenen Mitteilungen und ein Verfahren zur selektiven Betätigung der Schalter (Tasten) auf der Tafel des Bedienpults an.

Das erstgenannte Vorgehen ist jedoch insofern nachteilig, als die Bedienungsperson bzw. der Operator mit der Tastenbetätigung vertraut sein muß, die Ausbildung für die einwandfreie Bedienung des Tomographen langwierig ist und Bedienungsfehler leicht vorkommen können, weil die Bedienungsperson die Tasteneingabe bei gleichzeitiger Betrachtung der Anzeigen auf dem Bildschirm vornehmen muß.

^g Das zweitgenannte Vorgehen ist insofern problematisch, als die Schalter (Tasten) erst dann richtig betätigt werden können, wenn der Bedienungsperson die richtige Betätigungsfolge bekannt ist.

Die Abtastbedingungen des rechnergestützten Röntgen-Tomographen umfassen das Gesichts- oder Blickfeld (FOV), die Abtastzeit, den durch die Röntgen(strahl)röhre fließenden Strom zur Erzeugung von Röntgenstrahlung, ein Schnittbildintervall (slicing interval), eine

je Schnittbilddicke (thickness to be sliced) und andere Parameter. Bei einem bisherigen Gerät dieser Art werden die Abtastparameter eingegeben, während die Mitteilungen oder Anzeigen auf dem Bildschirm im Rechnerdialog beobachtet werden, oder die Abtastparameter werden ge-

_or. wählt und eingegeben, indem für jeden Patienten oder geänderte Abtastbedingungen verschiedene Schalter (Tasten) auf der Tafel gewählt und betätigt werden. Sobald ein abzutastender Körperbereich des Patienten bestimmt worden ist, steht gewöhnlich eine vorbestimmte

_oc Kombination von Abtastbedingungen oder -parametern,

die den jeweiligen klinischen Erfordernissen angepaßt sind, für die meisten vorzunehmenden Abtastungen

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zur Verfugung. In den genannten Fällen müssen jedoch die Abtastparameter bei jedem Abtastvorgang (neu) aufgestellt werden, auch wenn die Abtastung unter Routinebedingungen erfolgen soll, weshalb sich die Parametereingabe bisher als umständlich und zeitraubend erwiesen hat.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines IQ Bedienpults für einen rechnergestützten Röntgen-Tomographen, welches die einfache und fehlerfreie Eingabe von Informationseinheiten auch durch einen ungeübten Operator erlaubt.

Diese Aufgabe wird bei einem Bedienpult der angegebenen Art erfindungsgemäß gelöst durch eine Abtastparameter-Anzeige zur Wiedergabe von Abtastparametern für die Abtastoperation des Röntgen-Tomographen, eine Einrichtung zum Voreinstellen oder Vorgeben der Ab-

2Q tastparameter, eine Einrichtung zum Speichern der vorgegebenen Abtastparameter, eine Schaltereinrichtung zum manuellen Ändern der Abtastparameter, eine Gruppe von Abtaststeuerschaltern zur Anzeige oder Bezeichnung der Abtastoperation, Anzeige-Ausgangsschaltungen zur

2g Anzeige von (an)steuerbaren und gewählten Zuständen der Abtaststeuerschalter zwecks Ermöglichung einer einzelnen Betätigung der Abtaststeuerschalter und eine Einrichtung zur Steuerung der Anzeige-Ausgangsschaltungen für die Anzeige eines (an)steuerbaren Zustands

OQ eines entsprechend einer Abtaststeuerfolge als nächstes zu wählenden Schalters sowie eines gewählten Zustands eines gewählten (betätigten) Schalters und zur Steuerung der Vorgabeeinrichtung für die Vorgabe der Abtastparameter für jeden abzutastenden Körperbereich.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

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Fig. la bis lc perspektivische Darstellungen der

Haupt(bau)teile eines üblichen Röntgen-Tomographen,
5

Fig. 2 ein Blockschaltbild der Schaltungsanordnung eines erfindungsgemäßen Bedienpults (Operatorkonsole) für einen rechnergestützten Röntgen-Tomographen, 10

Fig. 3 eine Vorderansicht des erfindungsgemäßen Bedienpults und

Fig. 4 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Vorderansicht einer Bedientafel des Bedien

pults nach Fig. 3.

Die Fig. la bis Ic sind eingangs bereits erläutert worden.

Das in Fig. 2 in Blockschaltbildform dargestellte Bedienpult umfaßt in seiner Schaltungsanordnung eine Abtaststeuertafel 10, einen Regler 30 zur Abnahme von Abtastinformationen von der Abtaststeuertafel 10 und zur Lieferung von Steuersignalen zu ihr, ein Tastenfeld 40, einen Kathodenstrahlröhren-Monitor bzw. -Bildschirm (CRT) 30 zur Darstellung von Bildern und Zeichen sowie eine Zentraleinheit (CPU) 60 mit einem Rechner zur Ausgabe der erforderlichen Daten und Steuersignale zu den Bauteilen des Bedienpults.

Fig. 3 veranschaulicht den Aufbau des Bedienpults, bei dem das Tastenfeld 40 in einer vorderen Position angeordnet ist, während sich der Bildschirm 50 in einem linken Bereich auf einer Schrägfläche hinter dem Tastenfeld 40 befindet und die Abtaststeuertafel 10 rechts vom Bildschirm 50 angeordnet ist. Fig. 4 veranschaulicht die Abtaststeuertafel 10 im einzelnen.

-5-

Die Abtaststeuertafe] 10 enthält eine Abtaststeuer-Schaltergruppe 11, eine Abtastparameter-Anzeige 12 zur Anzeige oder Wiedergabe der Abtastparameter (z.B.

in Form der Ziffern "88" und "888") sowie Hand-Umschalter 13.

Die Abtaststeuer-Schaltergruppe 11 umfaßt beispielsweise einen Schalter 111 zum Registrieren von Patientendaten, einen Schalter 112 zum Wählen einer Patientenlage oder -Orientierung, eine/i Schalter; 113 zum Wählen ^*/*,' eines abzutastenden Körperbereichs, eine Gruppe 114 von Schaltern zum Wählen von Führungs- und Axialansichten sowie von zugeordneten Schaltern sowie Strom-Versorgungsschalter 115, umfassend einen Netzschalter und andere Schalter.

Diese Schalter sind normalerweise Drucktasten mit in ihre Kappen eingebauten lichtemittierenden Elementen.

Letztere können aus Glühlampen, Leuchtdioden, Plasmaanzeigevorrichtungen o.dgl. bestehen. Wenn eine solche lichtemittierende Einheit oder Leuchteinheit in der Kappe einer Drucktaste aktiviert ist, wird hierdurch der Betätigungszustand der betreffenden Drucktaste der Bedienungsperson gemeldet. Die Leuchteinheiten müssen nicht notwendigerweise in den Drucktastenkappen angeordnet sein, sondern können sich auch außerhalb der Drucktasten, jedoch' in ihrer unmittelbarer Nähe befinden.

Obgleich sich Drucktasten einfacher bedienen lassen, können für denselben Zweck auch andere Schalter verwendet werden.

Q5 Die genannten Abtaststeuerschalter zeigen durch Blinken ihrer Lampen einen wählbaren bzw. steuerbaren Zustand (controllable condition) und bei ständig aufleuchtenden

Lampen einen gewählten Zustand. Eine Steuerzustandsanzeige-Ausgangsschaltung 22 (Fig. 2) läßt auf die vom Regler 30 gelieferten Informationen hin die Lampen der Schalter blinken. Eine Wählzustandsanzeige-Ausgangsschaltung 23 spricht auf die vom Regler 30 gelieferten Informationen an, intern sie die Drucktasten-Lampen ständig an Spannung legt. Wenn eine gewünschte Drucktaste gedrückt wird oder ist, wird ihr Ausgangssignal über eine Eingangs- oder Eingabeschaltung 21 durch den Regler 30 ausgelesen. Die Eingangssignale von anderen Drucktasten bzw. Schaltern als denen, deren Lampen blinken, werden durch den Regler 30 als unwirksam bestimmt. Der Regler 30 überwacht und steuert eine Betriebsfolge und gibt entsprechend einer vorbestimmten Sequenz Ausgangssignale ab, welche den Blink-, Dauerleucht-und Abschaltzustand der Lampen in den jeweiligen Drucktasten angeben.

Die Abtastparameter umfassen eine Abtastzeit, die Schnitt bilddicke, das Blickfeld, den Röhrenstrom, ein Schnittbildintervall und andere Parameter, und sie werden vom Regler 30 zu einem Abtastparameter-Register 25 geliefert, um die Abtastparameter-Anzeige 12 die Parameter in Form von Ziffern in ihren Anzeigefeldern wiedergeben zu lassen. Da die Kombinationen der Abtastparameter mit dem abzutastenden Körperbereich und den Abtastbetriebsarten (Reintransmissionsbild oder Schnittbild) variieren, werden die Abtastparameter erst

OQ nach der Wahl des abzutastenden Körperbereichs und einer Abtastbetriebsart angezeigt. Vor dieser Wahl erscheint in dem betreffenden Anzeigefeldern keine Anzeige. Die in den Anzeigefeldern wiederzugebenden Größen sind dann vorgegeben. Die Abtastparameter können vorgegeben werden, ii\jäem die Parametergrößen über das Tastenfeld für jede Kombination des abzutastenden Körperbereichs und der Abtastbetriebsart eingegeben

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werden. Die Parametervorgabeoperation wird durch die Zentraleinheit 60 gesteuert und verarbeitet. Die vorgegebenen Abtastparameter bleiben meist unverändert, wenn sie einmal an die Diagnosebedingungen des Anwenders des Tomographen (Klinik o.dgl.) angepaßt worden sind.

Wenn bestimmte Abtastparameter von ihrer Vorgabegröße 0 ^aus geändert werden müssen, können die manuellen Änderungsschalter bzw. Hand-Umschalter 13 betätigt werden. Die Eingabesignale von diesen Schaltern werden über die Eingabeschaltung 24 dem Regler 30 eingegeben, der daraufhin das Abtastparameter-Register 25 ent-5 sprechend ändert. Da der Inhalt eines im Regler 30 vorhandenen Speichers 31 für Vorgabe-Abtastparameter nicht umgeschrieben wird, werden die ursprünglichen Vorgabegrößen erneut angezeigt, wenn die Abtastbetriebsart geändert oder eine neue Abtastung am Patienten durchgeführt wird. Der Regler 30 tritt auf erforderliche Weise mit der Zentraleinheit 60 für den Austausch der Abtastbedingungen und der Sequenzinformation in Verbindung. Die Vorgabe-Abtastparameter werden von der Zentraleinheit 60 in den Regler 30 umgeladen, wenn das Gerät zu arbeiten beginnt oder die Vorgabegrößen geändert werden sollen.

Die Arbeitsweise des Bedienpults mit dem beschriebenen Aufbau ist im folgenden anhand einer Abtastoperation

on erläutert. Wenn der Röntgen-Tomograph für die Untersuchung des nächsten Patienten bereit ist, blinkt die Drucktaste 111 mit der Bezeichnung "nächster Patient". Wenn die Drucktaste 111 gedrückt wird, ist sie (bzw. ihre Lampe) ständig an Spannung gelegt, und auf dem

oc Bildschirm 50 erscheint eine Liste von Patienten. Sodann wird das Tastenfeld 40 zur Eingabe der nötigen Patientendaten betätigt. Sodann wird eine der nunmehr blinkenden Wähldrucktasten für Patientenlage, d.h. eine

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Drucktaste 112a mit der Bezeichnung "Kopf voran" oder eine Drucktaste 112b mit der Bezeichnung "Füße voran" entsprechend der Lage oder Orientierung des Patienten (d.h. in Abhängigkeit davon, ob der Kopf oder die Füße dem Portal zugewandt sind) gewählt. Die gewählte Drucktaste ist dann ständig erregt, während die betreffende andere Drucktaste nicht erregt ist bzw. nicht aufleuchtet. Hierauf beginnen die Körperbereich-Wähldrucktasten 113 zu blinken. Wenn der Kopf abgetastet werden soll, wird die Drucktaste 113a mit der Bezeichnung "Kopf" gedruckt. Diese Drucktaste 113a ist nun ständig aktiviert, während die anderen Drucktasten oder Schalter in der Schaltergruppe 113 unwirksam bleiben. Anschließend blinken die Drucktasten 114a und 114b für "Führungsabtastung" bzw. "Axialabtastung". Diese Drucktasten dienen zum Wählen einer Abtastbetriebsart entsprechend einem Reintransmissionsbild (transmissive image) oder einem Schnittbild. Die folgende Beschreibung bezieht sich ^auf die Wahl der Axialabtastung.

Wenn die Drucktaste 114b für "Axialabtastung" gedrückt ist, ist diese Drucktaste aktiviert, während die Drucktaste 114a für "Führungsabtastung" ("Scout Scan") deaktiviert ist. Gleichzeitig werden die in einer der Drucktaste 114b zugeordneten Schalter- oder Drucktastengruppe 114d enthaltenen Drucktasten "Einzel" "Multi 1" und "Multi 2" aktiviert. Zu diesem Zeitpunkt werden die Vorgabegrößen für die Axial abtastung des Kopfes auf der Abtastparameter-Anzeige 12 wiedergegeben. In den meisten Fällen geht die Bedienungsperson ohne Änderung der Vorgabegrößen auf einen nächsten Schritt über. Wenn eine Vorgabegröße geändert werden soll, wird die Posten-Wahl taste 13a der Hand-Umschalter 13 gedrückt, um einen zu ändernden Daten-Posten zu wählen, wobei ein Befehl von der Posten-Wähltaste 13a über die Eingabeschaltung 24 dem Regler 30

eingegeben wird. Wenn die Wähltaste 13a einmal gedrückt wird, bleibt nur die Anzeigeeinheit für den linken Endposten zur entsprechenden Anzeige erleuchtet, während ,5 die anderen Anzeigeeinheiten abgedunkelt sind bzw. schwächer leuchten. Wenn die Posten-Wähltaste 13a nochmals gedrückt wird, wird die zweite Anzeigeeinheit von links eingeschaltet, um die Wahl des zweiten Daten-Postens anzuzeigen, während die Anzeigeeinheit am linken Ende dunkler wird. Nachdem auf diese Weise ein zu ändernder Daten-Posten gewählt worden ist, wird eine Aufwarts-Drucktaste 13b oder eine Abwärts-Drucktaste 13a gedrückt, um die Größe des gewählten Daten-Postens zu erhöhen oder zu verkleinern. Die betreffende Drucktaste 13b oder 13a wird losgelassen, wenn die gewünschte Größe erreicht ist. Nach einigen Sekunden werden die abgedunkelten Anzeigeeinheiten erneut aktiviert oder rückgestellt, worauf der manuelle Daten-Änderungsvorgang abgeschlossen ist.

Wenn die Drucktaste "Einzel" in der blinkenden Drucktastengruppe 114d gedrückt ist, sind die anderen Drucktasten "Multi I" und "Multi 2" deaktiviert. Hierauf blinkt eine Drucktaste "Abtasteinsteil, in einer Schalter- oder Drucktastengruppe 114e. Nach der Bestätigung, daß die bisher gewählten Einstellungen richtig sind, wird diese Drucktaste gedrückt. Die Drucktaste "Abtasteinstell." bleibt dann ständig aktiviert, und das Gerät wird in einen Zustand in Vorbereitung auf einen Abtastvorgang versetzt. Wenn das Gerät abtastbereit ist, beginnt eine Drucktaste mit der Bezeichnung "Start" zu blinken. Der Abtastvorgang wird durch Drücken der "Starf'-Drucktaste eingeleitet, die dann bis zum Abschluß des Abtastvorgangs aktiviert bleibt.

Nach dem Abtastvorgang wird nach einer kurzen Zeitspanne ein wiederaufgebautes tomographisches Bild auf dem Bildschirm 50 wiedergegeben. Wenn das Gerät für den nächsten Abtastvorgang bereit ist, beginnt die Drucktaste mit der Aufschrift "Abtasteinsteil·," wieder zu blinken. Wenn die nächste Abtastung unter denselben Bedingungen erfolgen soll, werden die mit "Abtasteinsteil." und "Start" bezeichneten Drucktasten gedrückt, sobald sie zu blinken beginnen. Wenn dabei irgend ein Abtastparameter geändert werden soll, muß der entsprechende Hand-Umschalter gedrückt werden, während die Drucktaste "Abtasteinstell." blinkt.

Wie vorstehend beschrieben, ist jeder Schalter bzw. jede Drucktaste mit einer Anzeigeeinheit für die Anzeige eines steuerbaren Zustands, um der Bedienungsperson eine Schalterbetätigungsfolge vorzugeben, sowie mit einer Anzeigeeinheit für einen gewählten Zustand ausgestattet, damit sich die Bedienungsperson mit einem Blick von der jeweiligen Einstellung überzeugen kann. Die Zahl der Betätigungsschritte für einen Routine-Abtastvorgang kann dadurch verkleinert werden, daß eine Funktion für die Voreinstellung oder Vorgabe von Abtastparametern für die betreffenden, abzutastenden Körperbereiche vorgesehen ist.

Die steuerbaren Bedingungen oder Zustände können durch schwaches Leuchten der in den Drucktasten enthaltenen

go Lampen oder aber durch Blinken oder schwaches Aufleuchten der den jeweiligen Drucktasten zugeordneten Anzeigeelemente dargestellt werden. Die gewählten Bedingungen oder Zustände können durch Daueraktivierung der den betreffenden Schaltern oder Drucktasten zugeordneten

op- Anzeigeelemente angezeigt werden.

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Während bei der beschriebenen Ausführungsform der Vorgabeabtastparameter-Speicher im Regler 30 angeordnet ist, um die Zahl der erforderlichen Datenverbindungen zwischen Zentraleinheit 60 und Regler 30 zu verringern, kann dieser Speicher auch in der Zentraleinheit 60 enthalten sein.

Die Mittel für die manuelle Änderung der AbtastparajQ meter können einen Inkrementierschalter und einen Dekrementierschalter für jeden Parameter-Posten umfassen.

Aufgrund der beschriebenen Anordnung des erfindungsgemäßen Bedienpults für einen Röntgen-Tomographen läßt sich dieses Bedienpult bei der Informationseingabe auch durch eine weniger geübte oder erfahrene Bedienungsperson einfach und fehlerfrei bedienen.

2Q Selbstverständlich ist die Erfindung keineswegs auf die vorstehend dargestellte und beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern verschiedenen Änderungen und Abwandlungen zugänglich.

Claims

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Patentanspruch

Bedienpult für einen rechnergestützten Röntgen-Tomographen, gekennzeichnet durch

a) eine Abtastparameter-Anzeige zur Wiedergabe von Abtastparametern für die Abtastoperation des Röntgen-Tomographen,

b) eine Einrichtung zum Voreinstellen oder Vorgeben der Abtastparameter,

c) eine Einrichtung zum Speichern der vorgegebenen Abtastparameter,

d) eine Schaltereinrichtung zum manuellen Ändern der Abtastparameter,

e) eine Gruppe von Abtaststeuerschaltern zur Anzeige oder Bezeichnung der Abtastoperation,

f) Anzeige-Ausgangsschaltungen zur Anzeige von (an)-steuerbaren und gewählten Zuständen der Abtaststeuerschalter zwecks Ermöglichung einer einzelnen Betätigung der Abtaststeuerschalter und

g) eine Einrichtung zur Steuerung der Anzeige-Ausgangsschaltungen für die Anzeige eines (an)steuerbaren Zustands eines entsprechend einer Abtaststeuerfolge als nächstes zu wählenden Schalters sowie eines gewählten Zustands eines gewählten (betätigten) Schalters und zur Steuerung der Vorgabeeinrichtung für die Vorgabe der Abtastparameter für jeden abzutastenden Körperbereich.