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Bewegungssteuerung eines Medizingeraetes durch Gesten

IP.com Disclosure Number: IPCOM000191072D
Original Publication Date: 2009-Dec-22
Included in the Prior Art Database: 2009-Dec-22
Document File: 2 page(s) / 108K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Die interaktive Steuerung von Geraeten, wie z.B. von Roentgengeraeten, mit vielen Freiheitsgraden ist fuer Benutzer oftmals eine anspruchsvolle Aufgabe. Gegenwaertig werden solche Geraete von Benutzern manuell ueber beispielsweise Joysticks bedient oder die Benutzer waehlen eine abgespeicherte Position aus, die das Geraet dann automatisch anfaehrt. Waehlbare Positionen sind werksseitig einprogrammiert. Darueber hinaus koennen auch benutzerdefinierte Positionen abgespeichert werden. Diese werden erzeugt, indem z.B. eine durch manuelle Steuerung ausgefuehrte Positionsaenderung abgespeichert wird.

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Bewegungssteuerung eines Medizingeraetes durch Gesten

Idee: Dr. Werner Neubauer, DE-Muenchen; Simone Prummer, DE-Forchheim

Die interaktive Steuerung von Geraeten, wie z.B. von Roentgengeraeten, mit vielen Freiheitsgraden ist fuer Benutzer oftmals eine anspruchsvolle Aufgabe. Gegenwaertig werden solche Geraete von Benutzern manuell ueber beispielsweise Joysticks bedient oder die Benutzer waehlen eine abgespeicherte Position aus, die das Geraet dann automatisch anfaehrt. Waehlbare Positionen sind werksseitig einprogrammiert. Darueber hinaus koennen auch benutzerdefinierte Positionen abgespeichert werden. Diese werden erzeugt, indem z.B. eine durch manuelle Steuerung ausgefuehrte Positionsaenderung abgespeichert wird.

Bei dieser Steuerung besteht das Problem, dass einzelne Achsen ueber Joysticks und Tasten gesteuert werden. Dies erfordert insbesondere bei komplizierten Kinematiken und bei beengten raeumlichen Verhaeltnissen viel Uebung. Im Falle einer Benutzeroberflaeche zur Auswahl der Zielposition, speziell fuer die Bewegungsplanung mit Joystick, kann die Selektion unuebersichtlich und zeitaufwendig sein. Denn bei der Bewegung des Joysticks in Richtung einer Position wird die naechste oder vorhergehende Zielposition selektiert. Somit erfordert beispielsweise die 32-te Position
32 Auslenkungen des Joysticks. Die einzige Unterstuetzung fuer komplexe Bewegungen liefert eine Bewegungsplanung, jedoch nur zu bereits gespeicherten Zielen. Ausserdem erfordert die Bedienung eines Joysticks eventuell Massnahmen, die den Sterilitaetsanforderungen genuegen muessen.

Im Folgenden wird eine interaktive Bewegungssteuerung von Roentgengeraeten vorgeschlagen, die ueber eine Erfassung von Gesten realisiert wird. Dabei wird die Zielposition des Geraetes ueber Handgesten vorgegeben und die Bewegung zu dieser Zielposition ueber einen Bewegungsplaner geplant und ausgefuehrt. Die Handgesten werden durch einen oder mehrere beruehrungslose Sensoren im Raum oder am Roentgengeraet erkannt. Unter einer Geste werden die Position und die Bewegung der Hand verstanden, aber auch statische Handzeichen. Die Position und Bewegung der Hand im Raum wird vom Sensorsystem mit den drei translatorischen und drei rotatorischen Freiheitsgraden bestimmt.

Da die Gesten in einem verkleinerten Massstab dargestellt werden und es keinen absoluten Bezug zur Zielposition gibt, wird waehrend der Zieleingabe eine computerunterstuetzte Visualisierung der Gestik mit der jeweils aktuell erkannten Zielposition auf einem Display abgebildet. Liegt waehrend der Erfassung der Gestik die aktuelle Zielposition ausserhalb des gueltigen Arbeitsbereiches oder in einem Bereich bei der es zu einer Kollision kommen kann, so wird dies bei der visuellen Rueckmeldung z.B. durch farbliche Hinweise angezeigt. Zusaetzlich kann die Bewegungssteuerung sinnvolle, angrenzende Alternativposit...