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Die
Erfindung betrifft eine Medizinische Einrichtung mit einer verstellbaren
Vorrichtung und einem portablen Bedienmodul gemäß dem Patentanspruch 1 und
ein Verfahren zur selbsttätigen
Einstellung einer Bedienkonfiguration eines portablen Bedienmoduls
einer medizinischen Einrichtung gemäß dem Patentanspruch 14.
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Es
ist bekannt, für
die Bedienung von medizinischen Einrichtungen, insbesondere Röntgenanlagen,
flexibel positionierbare und portable Bedienmodule vorzusehen, an
denen Bedienelemente für
die Einstellung verschiedener Anlagenparameter vorgesehen sind.
So kann mittels derartiger Bedienmodule die Applikation von Röntgenstrahlung
gesteuert werden oder es können
bewegliche Komponenten der Röntgenanlage
wie zum Beispiel die Patientenliege oder der C-Bogen bewegt werden.
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Speziell
bei der Steuerung von zwei- oder dreidimensionalen Bewegungen von
beweglichen Komponenten ist die Positionierung des Bedienmoduls
für eine
intuitive Bedienung durch eine Bedienperson wichtig. Steht die Bedienperson
mit dem Bedienmodul also zum Beispiel vor einer verfahrbaren Patientenliege
und lenkt einen Joystick des Bedienmoduls nach rechts aus, so erwartet
die Bedienperson, dass die Patientenliege in ebendiese Richtung verfährt. Dies
ist jedoch nur dann der Fall, wenn die relative Anordnung zwischen
dem Bedienmodul und der Patientenliege der Systemsteuerung bekannt und
das Bedienmodul entsprechend konfiguriert ist. Aus diesem Grund
ist es bei portablen Bedienmodulen notwendig, dass die Bedienperson
bei Inbetriebnahme des Röntgengerätes oder
bei jedem Positionswechsel eine Überprüfung und
eventuell eine aufwändige
und komplizierte manuelle Konfiguration des Bedienmoduls vornimmt.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einer medizinischen
Einrichtung mit einer verstellbaren Vorrichtung und mit einem zu
deren Steuerung vorgesehenen portablen Bedienmodul eine einfache intuitive
Bedienung zu ermöglichen.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
eine medizinische Einrichtung gemäß Anspruch 1 und durch ein
Verfahren zur automatischen Kalibrierung gemäß Patentanspruch 14; vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche.
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Die
erfindungsgemäße Einrichtung
ermöglicht
eine intuitive und einfache Bedienung dadurch, dass mittels eines
Systems selbsttätig
eine Bedienkonfiguration des portablen Bedienmoduls eingestellt wird.
Ein derartiges System weist in vorteilhafter Weise zumindest auf:
eine Signal-Sendeeinheit zum Senden eines Signals, welche an dem
Bedienmodul angeordnet ist, mindestens zwei an unterschiedlichen
Stellen der Vorrichtung angeordnete Signal-Wandeleinheiten zum Wandeln
des Signals, und eine Signal-Empfangseinheit zum Empfangen des gewandelten
Signals, welche an dem Bedienmodul angeordnet ist. Ein derartiges
System bzw. dessen Bestandteile können einfach und kostengünstig bezogen
und mit geringem Aufwand in bestehende Medizinische Einrichtungen
implementiert werden.
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Durch
das erfindungsgemäße Verfahren
wird mit einfachen Mitteln von dem Bedienmodul ein Signal ausgesendet,
von der verstellbaren Vorrichtung positionsabhängig gewandelt, reflektiert
und in gewandelter Form wieder von dem Bedienmodul empfangen, wobei
das gewandelte Antwortsignal die zur Einstellung der richtigen Bedienkonfiguration
notwendige Information enthält.
In diesem Zusammenhang sind vorteilhafterweise abhängig von
dem gewandelten Signal unterschiedliche Bedienkonfigurationen des
Bedienmoduls einstellbar.
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Nach
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Verfahren
bei jeder Inbetriebnahme der medizinischen Einrichtung oder des
Bedienmoduls automatisch durchgeführt, so dass ein Nutzer der
medizinischen Einrichtung von Anfang an unabhängig von seiner Position intuitiv
arbeiten kann. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird
das Verfahren nach regelmäßigen Zeitintervallen
automatisch durchgeführt.
Dadurch wird sichergestellt, dass auch für einen Nutzer, der zum Beispiel während des
Betriebs der medizinischen Einrichtung seine Position und die des
Bedienmoduls ändert, eine
intuitive Bedienung gewährleistet
bleibt.
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Nach
weiteren Ausgestaltungen der Erfindung wird die verstellbare Vorrichtung
von einem Patiententisch, insbesondere einem Patiententisch mit einer
mindestens zweidimensional verstellbaren Tischplatte, oder von einem
verstellbaren C-Bogen gebildet.
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In
vorteilhafter Weise werden die Signal-Sendeeinheit und die Signalempfangseinheit
von einer RFID-Lesevorrichtung, einem so genannten Reader und die
Signalwandeleinheiten von je einem RFID-Transponder gebildet. Die
RFID-Technologie ist verfügbar,
kostengünstig
und ausgereift, so dass sie verlässlich
eingesetzt und einfach implementiert werden kann.
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Nach
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die Signal-Sendeeinheit
von einer optischen Sendeeinheit und die Signal-Empfangseinheit von
einem optischen Sensor gebildet. Auch diese Bauteile sind Standard,
so dass sie einfach verfügbar und
kostengünstig
sind. In vorteilhafter Weise werden in Zusammenhang mit optischen
Sensoren die Signalwandeleinheiten von optisch reflektierenden, beugenden
oder absorbierenden Markierungen, insbesondere in Form von Klebestreifen,
gebildet. Zweckmäßigerweise
werden an unterschiedlichen Seiten der beweglichen Vorrichtung unterschiedlich reflektierende,
beugende oder absorbierende Markierungen angeordnet. So kann zum
Beispiel bei dem Patiententisch an allen vier Seiten je eine unterschiedliche
Markierung angeordnet sein.
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Besonders
vorteilhaft ist es, die Signalwandeleinheiten lösbar anzuordnen. Dadurch ist
ein einfacher Austausch im Fall von Beschädigung oder Verunreinigung
möglich.
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Das
portable Bedienmodul wird nach weiteren Ausgestaltungen der Erfindung
von einem Joystick oder von einer Fernbedieneinheit gebildet.
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Die
Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gemäß Merkmalen
der Unteransprüche werden
im Folgenden anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele
in der Zeichnung näher erläutert, ohne
dass dadurch eine Beschränkung
der Erfindung auf diese Ausführungsbeispiele
erfolgt; es zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer medizinischen Einrichtung nach dem
Stand der Technik;
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2 eine
Draufsicht von oben auf einen verstellbaren Patiententisch und zugeordnete
Bedienmodule;
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3 eine
perspektivische Ansicht einer verstellbaren Vorrichtung mit RFID-Transpondern;
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4 eine
Innenansicht eines portablen Bedienmoduls nach der Erfindung zur
Bedienung der verstellbaren Vorrichtung nach 3;
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5 eine
perspektivische Ansicht einer verstellbaren Vorrichtung mit optischen
Markierungen;
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6 eine
Seitenansicht eines portablen Bedienmoduls nach der Erfindung zur
Bedienung der verstellbaren Vorrichtung nach 5.
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1 zeigt
ein medizinisches Röntgengerät 1,
welches als wesentliche Bestandteile einen verstellbaren C-Bogen 2,
eine Systemsteuerungseinrichtung 13 und einen zugeordneten
verstellbaren Patiententisch 5 aufweist. An einem Ende
des C- Bogens 2 ist
eine Röntgenquelle 3 zur
Aussendung von Röntgenstrahlung
angeordnet, an dem gegenüberliegenden
Ende des C-Bogens
ist ein Röntgenbildaufnehmer 4,
zum Beispiel ein digitaler Flachbilddetektor, angeordnet. Für eine Röntgenaufnahme
wird ein auf dem Patiententisch 5 liegender Patient von
einer Röntgenstrahlung
durchleuchtet und die dadurch charakteristisch geschwächte Röntgenstrahlung
von dem Flachbilddetektor in elektrische Signale umgewandelt und
gespeichert. Die gespeicherten Signale werden anschließend an
die Systemsteuerungseinrichtung 13, zum Beispiel an ein
darin befindliches Bildsystem geleitet und weiterbearbeitet bzw.
zur Anzeige gebracht.
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Der
Patiententisch 5 des medizinischen Röntgengeräts 1 ist in seiner
Ebene in zumindest zwei Raumrichtungen, in Richtung der ersten Raumachse
x und in Richtung der zweiten Raumachse y, welche orthogonal zur
ersten Raumachse x ist, verstellbar. Dazu kann der Patiententisch
zum Beispiel relativ zu seinem Sockel verschiebbar oder in seiner Gesamtheit
auf Schienen verfahrbar sein. Die Verstellbarkeit ist mittels eines
mobilen, kabellosen bekannten Bedienmoduls 6 steuerbar.
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Bei
derartigen Systemen nach dem Stand der Technik besteht nun das Problem,
dass eine Bedienperson, die das Bedienmodul in einer ersten Position 11 intuitiv
bedienen möchte,
eine hinsichtlich der Steuerung der Bewegung des Patiententischs 5 unterschiedliche
Bedienkonfiguration benötigt
im Vergleich dazu, wenn sie das bekannte Bedienmodul 6 in
einer zweiten Position 12 intuitiv bedienen möchte – gezeigt
in 2. Unter für
die Bedienperson intuitiver Bedienung ist hierbei zu verstehen,
dass der Patiententisch 5 immer genau in die Richtung verfährt, die
die Bedienperson von ihrer Position aus anwählt; so erwartet die Bedienperson,
wenn sie an einer ersten Seite 7 des Patiententisches 5 steht
und sie rechts in das bekannte Bedienmodul 6 eingibt, dass
der Tisch auch von ihr aus nach rechts verfährt; wenn die Bedienperson
an einer zweiten Seite 8 des Patiententisches 5 steht,
soll dieser ebenfalls von ihr aus nach rechts verfahren.
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Zu
diesem Zweck ist ein System zur selbsttätigen Einstellung einer Bedienkonfiguration
eines portablen Bedienmoduls vorgesehen, wobei sich verschiedene
Bedienkonfigurationen hinsichtlich der Steuerung der Bewegung der
beweglichen Vorrichtung in Bezug auf die relative räumliche
Position der verstellbaren Vorrichtung zum Bedienmodul unterscheiden.
Das System weist nach einer Ausgestaltung der Erfindung zumindest
eine Signal-Sendeeinheit zum Senden eines Signals und eine Signal-Empfangseinheit
zum Empfangen des gewandelten Signals, welche an dem Bedienmodul
angeordnet sind und mindestens zwei an unterschiedlichen Stellen, insbesondere
an unterschiedlichen Seiten, der Vorrichtung angeordnete Signal-Wandeleinheiten
zum Wandeln oder Wandeln und Reflektieren des Signals.
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3 zeigt
nach einer Ausgestaltung der Erfindung auf den Seiten der Patientenliege 5 als
Signal-Wandeleinheiten vorgesehene RFID-Transponder, wobei auf einer
ersten Seite 7 der Patientenliege 5 ein erster
Transponder 14, auf einer zweiten Seite 8 ein
zweiter Transponder 15 usw. angeordnet sind, so dass auf
unterschiedlichen Seiten voneinander verschiedene Transponder 14; 15 angeordnet
sind. Die verschiedenen Transponder unterscheiden sich in der Information,
die gespeichert ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist entsprechend
das Bedienmodul 6.1 nach einer ersten Alternative, welches
zur Bedienung der Patientenliege 5 vorgesehen ist, als Signal-Sende- und Empfangseinheit
einen so genannten RFID-Reader 18 – gezeigt in 4 – auf.
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Prinzipiell
funktioniert die RFID-Kommunikation, indem der RFID-Reader 18 ein
elektromagnetisches (U)HF-Feld erzeugt, welches eine in den jeweiligen
Transponder (eine Antenne, einen analogen Schaltkreis zum Empfangen
und Senden = Transponder, sowie einen digitalen Schaltkreis und
einen permanenten Speicher) integrierte Antenne empfängt. In
der Antennenspule entsteht, sobald sie in die Nähe des elektromagnetischen
Feldes kommt, Induktionsstrom. Dieser aktiviert den Mikrochip im Transponder.
Ist der Mikrochip einmal aktiviert, so empfängt er vom RFID-Reader 18 Befehle.
Indem der Transponder eine Antwort in das vom RFID-Reader 18 ausgesendete
Feld moduliert, sendet er zum Beispiel vom RFID-Reader abgefragte
Daten. Dabei sendet der Transponder selbst kein Feld aus, sondern
verändert
nur das elektromagnetische Feld des RFID-Readers durch so genannte Lastmodulation, indem
er die Energie des Feldes verbraucht, was wiederum der RFID-Reader
detektiert.
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4 zeigt
eine Innenansicht des Bedienmoduls 6.1 nach einer ersten
Alternative mit dem RFID-Reader 18, einer Steuerungs- und Verarbeitungseinheit 19,
einem Speicher 20 und einer Kommunikationseinheit 21.
Mit der Kommunikationseinheit 21 empfängt das Bedienmodul 6.1 Befehle
und Daten von der Systemsteuerungseinrichtung 13 zum Beispiel
per Funk oder WLAN und kann auch selbst Daten zur Systemsteuerungseinrichtung 13 senden. Die
Steuerungs- und Verarbeitungseinheit 19, zum Beispiel ein
Prozessor, ist zur Steuerung von Befehlen und Verarbeitung von Daten
vorgesehen. Auf dem Speicher 20 können zum Beispiel die verschiedenen
Bedienkonfigurationen gespeichert sein.
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Von
dem Bedienmodul 6.1 nach einer ersten Alternative bzw.
dessen RFID-Reader 18 wird also ein UHF-Feld erzeugt. Befindet
sich das Bedienmodul 6.1 nach einer ersten Alternative
vor der ersten Seite 7 des Patiententisches, so wird das
Signal von dem ersten Transponder 14 moduliert. Der RFID-Reader 18 detektiert
das modulierte Feld und liest die darin gesendete Information über die
Position, in diesem Fall also die erste Position 9, aus.
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Die
Steuerungs- und Verarbeitungseinheit 19 des Bedienmoduls 6.2 wertet
die Informationen aus und stellt die Bedienkonfiguration ein, die
zur Bedienung in der ersten Position 9 geeignet ist. Befindet sich
das Bedienmodul 6.1 nach einer ersten Alternative vor der
zweiten Seite 8 des Patiententisches, so wird das Signal
von dem zweiten Transponder 15 moduliert und es wird entsprechend
die Bedienkonfiguration eingestellt, die zur Bedienung in der zweiten Position 10 geeignet
ist. Das entsprechende gilt auch für die übrigen Seiten des Patiententisches 5.
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Um
eine Überlagerung
der Signale verschiedener Transponder zu vermeiden, können zum
Beispiel Nahfeld-Transponder verwendet werden. Es kann aber auch
vorgesehen sein, überlagerte
Antwortsignale hinsichtlich ihrer Stärke zu werten, um das richtige
Antwortsignal herauszufiltern.
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5 zeigt
nach einer Ausgestaltung der Erfindung auf den Seiten der Patientenliege 5 vorgesehene
Markierungen, wobei auf einer ersten Seite 7 der Patientenliege 5 eine
erste Markierung, auf einer zweiten Seite 8 eine zweite
Markierung usw. angeordnet sind, so dass auf unterschiedlichen Seiten voneinander
verschiedene Markierungen angeordnet sind. Bei den Markierungen
handelt es sich zum Beispiel um ablösbare Klebestreifen. Die Klebestreifen können sich
derart unterscheiden, dass sie Licht auf unterschiedliche Art und
Weise reflektieren und/oder beugen und/oder absorbieren.
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So
kann zum Beispiel die erste Markierung aus zwei Klebestreifen zusammengesetzt
sein, wobei der erste Streifen Licht reflektiert und der zweite Streifen
Licht absorbiert, wohingegen die zweite Markierung aus zwei Klebestreifen
zusammengesetzt ist, die beide Licht gleichartig reflektieren. Die
Patientenliege 5 weist außerdem eine randseitige Reling 23 auf,
die an allen vier Seiten angeordnet ist und dazu dient, das Bedienmodul 6.2 daran
zu befestigen. Es handelt sich hierbei um ein funkbetriebenes tischseitig
einklemmbares (table-side) Bedienmodul 6.2.
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Das
Bedienmodul 6.2 in einer zweiten Alternative – in Seitenansicht
in 6 gezeigt – enthält einen
optischen Sensor 25 und eine Lichtquelle 26 zur Aussendung
eines optischen Impulses. Das Bedienmodul 6.2 in einer
zweiten Alternative sendet durch die Lichtquelle 26 einen
Lichtimpuls zu der Patientenliege 5. Trifft der Lichtimpuls
auf eine der Markierungen, so wird ein entsprechendes von den Klebestreifen
abhängiges
Bitmuster zu dem Bedienmodul 6.2 in einer zweiten Alternative
reflektiert und durch den optischen Sensor 25 gemessen.
Das Bitmuster ist bei zwei Klebestreifen binär; bei dem genannten Beispiel ist
das erste reflektierte Bitmuster eins-null und das zweite Bitmuster
eins-eins. Abhängig
davon, welches Bitmuster empfangen wird, wird anschließend die Bedienkonfiguration
des portablen Bedienmoduls 6.2 in einer zweiten Alternative
eingestellt, also zum Beispiel bei dem Bitmuster eins- null die Bedienkonfiguration
für die
erste Seite und bei dem Bitmuster eins-eins die Bedienkonfiguration
für die
zweite Seite.
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Das
Bedienmodul 6.2 in einer zweiten Alternative weist außerdem einen
Einhängbügel 24 auf, mit
dem es an der Reling 23 des Patiententisches 5 befestigt
wird. Es kann nach Wunsch des Benutzers an beliebigen Stellen der
Reling 23 eingehängt
werden. Das Bedienmodul 6.2 weist außerdem je nach Ausbildung mehrere
Bedienknöpfe 17,
mehrere Bedienelemente 22 und ein Display 16 auf.
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Nach
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der C-Bogen 2 des
Röntgengeräts 1 mittels eines
Bedienmoduls verstellbar, also auch zum Beispiel translatorisch
in einer ersten Raumrichtung x und einer zweiten Raumrichtung y
und/oder er ist rotierbar um ein Rotationszentrum zwischen der Röntgenquelle 3 und
dem Röntgenbildaufnehmer 4.
Diese Verstellungen können
zum Beispiel mittels eines Roboterarms, an dem der C-Bogen 2 befestigt
ist, durchgeführt
werden. An dem C-Bogen 2 sind erfindungsgemäß ebenfalls
verschiedene Markierungen oder verschiedene Transponder an verschiedenen Seiten
angeordnet, mit deren Hilfe eine Einstellung der Bedienkonfiguration
des den C-Bogen 2 steuernden Bedienmoduls möglich ist.
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Die
Erfindung lässt
sich in folgender Weise kurz zusammenfassen: Um eine intuitive Bedienung einer
verstellbaren Vorrichtung einer Medizinischen Einrichtung zu erleichtern,
ist ein System zur selbsttätigen
Einstellung einer Bedienkonfigurati an des die verstellbare Vorrichtung
steuernden portablen Bedienmoduls, wobei sich verschiedene Bedienkonfigurationen
hinsichtlich der Steuerung der Bewegung der verstellbaren Vorrichtung
in Bezug auf die relative räumliche
Position der verstellbaren Vorrichtung zum Bedienmodul unterscheiden,
vorgesehen. Insbesondere weist das System zumindest eine Signal-Sendeeinheit zum
Senden eines Signals, welche an dem Bedienmodul angeordnet ist,
mindestens zwei an unterschiedlichen Stellen der Vorrichtung angeordnete Signal-Wandeleinheiten
zum Wandeln und Wiederaussenden oder Wandeln und Reflektieren des
Signals, und eine Signal-Empfangseinheit zum Empfangen des gewandelten
Signals, welche an dem Bedienmodul angeordnet ist, auf.