本發(fā)明涉及一種用于醫(yī)療設(shè)備的控制裝置，尤其涉及一種控制裝置，通過該控制裝置無接觸操作醫(yī)療設(shè)備是可能的。

背景技術(shù)：

已知的是，例如手術(shù)臺(tái)或手術(shù)燈的醫(yī)療設(shè)備在設(shè)備自身處、在墻壁上的控制面板處、或在遠(yuǎn)程控制器處被操作。此外，操作者必須處于這些操作元件的附近。而且，外科醫(yī)生自己不能操作該設(shè)備，這是因?yàn)椴僮髟ǔＮ挥跓o菌區(qū)外，并且外科醫(yī)生通過接觸該操作元件將變得有菌。

因此，增強(qiáng)的協(xié)同努力對(duì)操作該裝置是必要的。第一，操作者不得不被外科醫(yī)生呼叫，他不得不靠近操作元件或找到遠(yuǎn)程控制器，根據(jù)情形，檢查操作元件相對(duì)于該設(shè)備的定向，以開啟或停止，以及根據(jù)情形校正動(dòng)作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于該目的本發(fā)明要改進(jìn)上述缺點(diǎn)，以及提供一種用于醫(yī)療設(shè)備的控制裝置，其允許醫(yī)療設(shè)備的無接觸的簡單的操作，從而外科醫(yī)生可自己操作該設(shè)備而不會(huì)變得有菌。

該目的由根據(jù)權(quán)利要求1的控制裝置以及根據(jù)權(quán)利要求15的用于控制醫(yī)療設(shè)備的方法來實(shí)現(xiàn)。

通過根據(jù)本發(fā)明的控制裝置，檢測例如外科醫(yī)生的手指的對(duì)象及對(duì)象的方向成為可能。借助于傳感器，檢測致動(dòng)醫(yī)療設(shè)備的要被啟動(dòng)的元件成為可能，對(duì)象被定向，其中，執(zhí)行元件的預(yù)定動(dòng)作。由此，醫(yī)療設(shè)備的無接觸操作成為可能，并且也能實(shí)現(xiàn)醫(yī)療設(shè)備的直觀操作。

附圖說明

現(xiàn)在，本發(fā)明借助于參考附圖的實(shí)施例來闡釋。

特別地，

圖1示出了作為對(duì)于具有3D傳感器的醫(yī)療設(shè)備的兩個(gè)示例的手術(shù)燈和手術(shù)臺(tái)以及根據(jù)本發(fā)明的控制裝置，

圖2示出了用于控制醫(yī)療設(shè)備的手的不同運(yùn)動(dòng)，

圖3示出了利用控制裝置，以及

圖4示出了進(jìn)一步利用控制裝置。

具體實(shí)施方式

在圖1中，手術(shù)臺(tái)1′和手術(shù)燈1″作為要被控制的醫(yī)療設(shè)備的示例示出。手術(shù)臺(tái)1′和手術(shù)燈1″經(jīng)由數(shù)據(jù)線3′連接于控制裝置2。特別地，手術(shù)臺(tái)1′的控制器4′和手術(shù)燈1″的控制器4″經(jīng)由數(shù)據(jù)線3′、3″連接于控制裝置2。此處，連接經(jīng)由數(shù)據(jù)線3′、3″建立；然而，也可替換為經(jīng)由射頻或紅外的無線方式建立?？刂蒲b置2也可替換地被包含在手術(shù)臺(tái)1′的控制器4′或被包含在手術(shù)燈1″的控制器4″內(nèi)，因此，基本上在醫(yī)療設(shè)備的控制器中。

而且，3D傳感器5被連接到控制裝置2。通過3D傳感器5，室內(nèi)的多個(gè)對(duì)象，它們的形狀、位置和運(yùn)動(dòng)被檢測到。此處，通過檢測運(yùn)動(dòng)意味著，在某些運(yùn)動(dòng)序列中整個(gè)對(duì)象的平移或旋轉(zhuǎn)、由對(duì)象的某些部分的運(yùn)動(dòng)引起的變形，以及對(duì)象的平移或旋轉(zhuǎn)和變形的組合被檢測到。在可替換的實(shí)施例中，提供若干個(gè)3D傳感器以從不同方向檢測對(duì)象。因此，在對(duì)象檢測時(shí)增強(qiáng)可靠性以及對(duì)象可被檢測的更大空間是可能的?？蛇x擇的，一個(gè)或多個(gè)3D傳感器固定于室內(nèi)天花板，以使得考慮到性能劣化，使用不那么重要了?？商鎿Q地，至少一個(gè)3D傳感器5被附連或集成在手術(shù)臺(tái)1′或手術(shù)燈1″內(nèi)，因此，位于醫(yī)療設(shè)備本身內(nèi)。3D傳感器的使用代表適當(dāng)?shù)膫鞲衅鬟x擇，其中，使用不限于3D傳感器，但是另一個(gè)適當(dāng)?shù)膫鞲衅骺杀徊捎谩４蛩阌糜诳刂频淖藙菀部赏ㄟ^使用用于圖像識(shí)別的相機(jī)系統(tǒng)來識(shí)別。

在一個(gè)實(shí)施例中，3D傳感器5為所謂的ToF(飛行時(shí)間)相機(jī)。此處，與相機(jī)的距離針對(duì)若干像素被測量，采用這種方式，對(duì)象由光脈沖照射，其中，光被對(duì)象反射。對(duì)每個(gè)像素，測量光從出射到返回ToF相機(jī)所需的時(shí)間，其中，該時(shí)間與距離成比例。因此，對(duì)象不被掃描，但整個(gè)對(duì)象是被同時(shí)記錄的。

控制裝置2適于將對(duì)象的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為醫(yī)療設(shè)備的預(yù)定動(dòng)作。

手術(shù)燈1″的動(dòng)作例如為，亮度變化、光場直徑的變化、聚焦情況的變化、出射光色溫的變化、或者手術(shù)燈1″的光源被啟動(dòng)的活動(dòng)區(qū)域的變化。

手術(shù)臺(tái)1′包括病人支撐板6和柱7。在病人支撐板6中和柱7中，提供若干個(gè)驅(qū)動(dòng)器，通過驅(qū)動(dòng)器，病人支撐板6可被運(yùn)動(dòng)。

手術(shù)臺(tái)1′的動(dòng)作例如為其中病人支撐板7沿著病人支撐板的縱軸線轉(zhuǎn)移的縱向位移L，或者為其中病人支撐板7相對(duì)于病人支撐板的縱軸線橫向轉(zhuǎn)移的橫向位移Q。而且，其中病人支撐板7繞病人支撐板的縱軸線樞轉(zhuǎn)的擺動(dòng)K、以及病人支撐板繞其橫軸線樞轉(zhuǎn)的側(cè)身(Trendelenburg)調(diào)節(jié)或反側(cè)身(Antitrendelenburg)調(diào)節(jié)是可能的。而且，存在選項(xiàng)，通過高度調(diào)節(jié)H改變整個(gè)病人支撐板7的高度。最后，病人支撐板7的各個(gè)部段可相對(duì)于彼此樞轉(zhuǎn)，以對(duì)病人某些程序執(zhí)行特定支撐。

因此，在若干個(gè)醫(yī)療設(shè)備中要被控制的醫(yī)療設(shè)備的選擇，此處是否觸發(fā)手術(shù)臺(tái)1′或手術(shù)燈1″的動(dòng)作通過經(jīng)由在檢測空間內(nèi)通過執(zhí)行姿勢的物理或虛擬操作單元啟動(dòng)醫(yī)療設(shè)備來完成，該檢測空間通過利用醫(yī)療裝置相關(guān)姿勢和/或如下面描述的基于姿勢的選擇被分配給多個(gè)醫(yī)療設(shè)備或多個(gè)醫(yī)療設(shè)備的一個(gè)部件或分配給多個(gè)功能。

基本上，取決于醫(yī)療設(shè)備和/或要被控制的選定部件，相同的姿勢可被轉(zhuǎn)換成各種控制指令。分配給醫(yī)療設(shè)備、部件和/或多個(gè)功能的檢測空間也可僅僅與登錄或注銷姿勢相關(guān)，而如果這看起來有利的話，用于控制指令本身的姿勢可再次位于該空間外。然而，如果檢測空間通常在不使用而不打算控制時(shí)，根據(jù)限定的檢測空間，登錄/注銷姿勢可被擱置。

圖2示例地示出了四個(gè)姿勢，因此，作為對(duì)象的手的運(yùn)動(dòng)，手的運(yùn)動(dòng)通過控制裝置2轉(zhuǎn)換成用于作為醫(yī)療設(shè)備示例的手術(shù)臺(tái)1′的某一動(dòng)作的控制指令。

圖示A示出了由單只手8的揮動(dòng)。這里，手保持扁平的且不變形，從而在揮動(dòng)期間因此在平移或旋轉(zhuǎn)期間例如不握緊。

圖示B示出了兩只手8、8′的運(yùn)動(dòng)，其中，手8、8′執(zhí)行變形，即從扁平手開始變?yōu)榛谧ノ盏闹讣膺B接在一起的形狀并且平動(dòng)，即自上而下。運(yùn)動(dòng)的原則也可直接轉(zhuǎn)移到單手姿勢。

在圖示C中，示出了雙手8、8′保持扁平并自上而下運(yùn)動(dòng)的動(dòng)作。

在圖示D中，其中一個(gè)手8抓握成拳頭的姿勢保持在一個(gè)位置，而另一個(gè)手8′如圖示B所描述的那樣變形，且隨后自底向上運(yùn)動(dòng)或者圍繞另一只手的拳頭以彎曲的方式運(yùn)動(dòng)。

控制裝置2適于將其中一個(gè)特定姿勢作為登錄運(yùn)動(dòng)和注銷運(yùn)動(dòng)處理。此處，圖示A示出了作為授權(quán)姿勢的登錄運(yùn)動(dòng)。僅僅在登錄運(yùn)動(dòng)已被執(zhí)行之后，控制裝置2適于進(jìn)一步處理單手或雙手的運(yùn)動(dòng)，以使得它們轉(zhuǎn)換為對(duì)手術(shù)臺(tái)1′的控制指令。

在執(zhí)行期望的運(yùn)動(dòng)之后，注銷運(yùn)動(dòng)被依次執(zhí)行，其中，控制裝置2被改變以使得，該運(yùn)動(dòng)隨后被理解為注銷運(yùn)動(dòng)，以致于沒有進(jìn)一步的運(yùn)動(dòng)通過控制裝置被轉(zhuǎn)換為用于手術(shù)臺(tái)1′的動(dòng)作的控制指令。僅僅一個(gè)新的登錄運(yùn)動(dòng)被依次處理?？商鎿Q地，登錄運(yùn)動(dòng)和注銷運(yùn)動(dòng)也可為不同的。

在圖示B中，闡釋了高度調(diào)節(jié)H被啟動(dòng)以及在該手術(shù)臺(tái)1′的實(shí)施例中病人支撐板7向上運(yùn)動(dòng)的姿勢。調(diào)節(jié)對(duì)整個(gè)手術(shù)臺(tái)是可能的；然而，調(diào)節(jié)也可能被提供僅用于所選定的部段，例如通過在分配給該部段的檢測空間中的執(zhí)行姿勢。對(duì)于高度調(diào)節(jié)，該姿勢通過若干只手8、8’來執(zhí)行，若干只手執(zhí)行預(yù)定的運(yùn)動(dòng)、即特別地從扁平手開始到多只指尖連接的形狀的變形，以及執(zhí)行隨后的手自底向上的平移的變形。控制裝置2適于識(shí)別若干只手8、8′是否執(zhí)行預(yù)定的運(yùn)動(dòng)，并根據(jù)所檢測運(yùn)動(dòng)的組合將所檢測的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為預(yù)定動(dòng)作，此處為病人支撐板7的向上運(yùn)動(dòng)。也可設(shè)想具有相同的或可替換的姿勢形狀的單手姿勢。

同樣在圖示C和D中，該姿勢由若干只手8、8′執(zhí)行，其中在圖示C中，兩只扁平的手以僅僅平移的方式向下運(yùn)動(dòng)，以使得高度調(diào)節(jié)H被啟動(dòng)，并且病人支撐板7被向下調(diào)節(jié)。在圖示D中，一只手然而不以平移的方式運(yùn)動(dòng)或者僅僅改變形狀，因此，手8被檢測到為拳頭。另一只手8′執(zhí)行該手的平移和變形。因此，側(cè)身調(diào)節(jié)或反側(cè)身調(diào)節(jié)被啟動(dòng)。

此后，如果手8、8′的運(yùn)動(dòng)及變形在預(yù)定容差范圍內(nèi)以特定速度執(zhí)行，這種情形下手的運(yùn)動(dòng)及變形會(huì)被檢測到。如果運(yùn)動(dòng)執(zhí)行的太快或太慢，運(yùn)動(dòng)不會(huì)被作為預(yù)定的運(yùn)動(dòng)而檢測，而是被忽視。

運(yùn)動(dòng)指令的速度基本可對(duì)應(yīng)姿勢運(yùn)動(dòng)的速度，或者運(yùn)動(dòng)指令的速度可處于限定的關(guān)系，運(yùn)動(dòng)指令的速度可與對(duì)象的距離相關(guān)，或者與檢測空間內(nèi)的平面相關(guān)，和/或運(yùn)動(dòng)指令的速度可取決于附加的姿勢。

手術(shù)臺(tái)1′的預(yù)定動(dòng)作可選擇地被實(shí)時(shí)執(zhí)行，這意味著控制裝置2是適合的，以使得所檢測的運(yùn)動(dòng)被手術(shù)臺(tái)1′立即執(zhí)行。

除了直接控制醫(yī)療設(shè)備之外，使用者可替換地經(jīng)由模型控制它。醫(yī)療設(shè)備的模型被在用戶界面或諸如監(jiān)視器的再現(xiàn)單元上示出。如果該模型被運(yùn)動(dòng)指令啟動(dòng)，醫(yī)療設(shè)備本身會(huì)比擬地運(yùn)動(dòng)。雖然沒有運(yùn)動(dòng)但是另一個(gè)動(dòng)作應(yīng)被觸發(fā)，位置和/或相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)或啟動(dòng)指令可在再現(xiàn)單元處經(jīng)由光標(biāo)依據(jù)情況而定，取決于指令以不同外觀進(jìn)行理解。因此，通過使用者的動(dòng)作的視覺理解，安全操作增加了。而且，該操作可與要操作的醫(yī)療設(shè)備空間隔離，而保持指令的視覺監(jiān)控。

在可替換的實(shí)施例中，姿勢的分配和醫(yī)療設(shè)備的預(yù)定動(dòng)作區(qū)別于該實(shí)施例。進(jìn)一步，存在另外地或可選擇地還檢測其他姿勢或例如為腿的其他對(duì)象的姿勢的選項(xiàng)。

在圖3中，示出了對(duì)手術(shù)臺(tái)1′控制的替換或補(bǔ)充。此處，手8的運(yùn)動(dòng)由3D傳感器5或由其他傳感器檢測，并轉(zhuǎn)發(fā)給控制裝置2。特別地，該運(yùn)動(dòng)聯(lián)合伸展的手指9的對(duì)準(zhǔn)來檢測。在伸展的手指9的上下文中，手將被看作桿狀。這意味著，檢測手8與伸展手指9的對(duì)準(zhǔn)是可能的。通過手指9的檢測點(diǎn)，所述對(duì)準(zhǔn)被檢測為手指的軸線。矢量(vector)10被限定為這些點(diǎn)的連線的延伸。可替換地，手8和手指9的其它點(diǎn)被用于限定矢量10。重要的是，明確的矢量經(jīng)由這些點(diǎn)來限定是可能的。在進(jìn)一步的替換中，矢量10由例如握持在手8中的另一個(gè)桿狀對(duì)象的定向來確定。

在該實(shí)施例中，3D傳感器5檢測手術(shù)臺(tái)1′的若干個(gè)元件，若干個(gè)元件是可控的并由此被啟動(dòng)。此處，元件示例為用于高度調(diào)節(jié)的柱7中的驅(qū)動(dòng)器?？刂蒲b置2由矢量10的方向和手8的位置、并因此由從手8開始的矢量10識(shí)別存在矢量10和柱7的交叉點(diǎn)，并必須通過交叉點(diǎn)的位置執(zhí)行預(yù)定動(dòng)作識(shí)別要被啟動(dòng)的元件。如上面所描述的，預(yù)定動(dòng)作隨后通過檢測到的預(yù)定運(yùn)動(dòng)和/或姿勢和/或分配了功能/控制指令的單手8或雙手8、8′的檢測空間來執(zhí)行。在可替換的實(shí)施例中，控制裝置2被改變，以使得預(yù)定動(dòng)作通過檢測除了姿勢之外的指令、例如通過聲音輸入來執(zhí)行。

在圖4中這里為借助所示手術(shù)燈1″的控制的另一種選擇。

控制裝置2此處被配置為使得矢量10依次經(jīng)由手指9上的多個(gè)點(diǎn)以及經(jīng)由手指的軸線確定。控制裝置2經(jīng)由3D傳感器5對(duì)這些點(diǎn)的檢測來識(shí)別矢量10的方向。而且，控制裝置2通過3D傳感器檢測處于控制裝置檢測空間內(nèi)的人體。

也在此處，矢量10和人體(未示出)的交叉點(diǎn)被檢測?？刂蒲b置2被改變，以使得控制裝置執(zhí)行預(yù)先選定的與人體部位有關(guān)的動(dòng)作。在圖4中，示出了矢量指向病人支撐板6上的部位。動(dòng)作預(yù)先被選定，例如通過對(duì)準(zhǔn)手術(shù)燈1′來選定，接下來被執(zhí)行，以使得位于人正躺在上面的病人支撐板6上的部位被照亮。這例如通過手術(shù)燈1″的多個(gè)電動(dòng)調(diào)節(jié)模塊或通過啟動(dòng)指向該部位的照明來實(shí)現(xiàn)。

此外，在圖4中示出了控制裝置2的可選同化功能。除了與人體的交叉點(diǎn)之外，矢量10的空間定向也確定了在矢量10的方向上與在矢量相反方向上的要被啟動(dòng)的醫(yī)療設(shè)備元件的第二交叉點(diǎn)。預(yù)先選定的動(dòng)作，此處為照亮病人支撐板6上的部位，然后通過對(duì)象在矢量10的空間定向方向上執(zhí)行，矢量10與對(duì)象的交叉點(diǎn)位于該對(duì)象上。此處示出了病人支撐板6上的部位，通過由箭頭所標(biāo)識(shí)的手術(shù)燈1″的模塊來照亮。

矢量10的使用可進(jìn)一步用于與目標(biāo)區(qū)域表面產(chǎn)生交叉點(diǎn)，目標(biāo)區(qū)域例如為手術(shù)臺(tái)的病人支撐部或位于手術(shù)臺(tái)上的病人。如果該交叉點(diǎn)可在第一布置處產(chǎn)生，對(duì)要與交叉點(diǎn)接合的功能的方向指示是合理的，且功能被執(zhí)行。如果例如由于選擇不存在，合理性檢查失敗，控制指令不被執(zhí)行，或者控制指令必須被使用者明確確認(rèn)。

分配給手術(shù)臺(tái)1′和手術(shù)燈1″的功能類似地可通過連接到控制裝置2的所有適當(dāng)?shù)尼t(yī)療設(shè)備執(zhí)行。不同的實(shí)施例可彼此結(jié)合。

在使用中，控制裝置2首先通過3D傳感器檢測預(yù)定的登錄運(yùn)動(dòng)是否被執(zhí)行。

在預(yù)定的登錄運(yùn)動(dòng)之后，手8、8′或手臂的對(duì)象的運(yùn)動(dòng)由此被3D傳感器檢測到，并且分配給對(duì)象的預(yù)定運(yùn)動(dòng)的醫(yī)療設(shè)備的預(yù)定動(dòng)作被控制裝置2啟動(dòng)。

在完成所需要的醫(yī)療設(shè)備的預(yù)定動(dòng)作之后，為了結(jié)束操作，執(zhí)行注銷運(yùn)動(dòng)以使得在注銷運(yùn)動(dòng)之后，沒有進(jìn)一步的運(yùn)動(dòng)被解釋成要被執(zhí)行的動(dòng)作。

可選擇地，不僅僅其中一個(gè)對(duì)象的運(yùn)動(dòng)，而是若干個(gè)對(duì)象的運(yùn)動(dòng)被檢測到。此處，雙手8、8′的位置和運(yùn)動(dòng)被檢測到，且根據(jù)若干個(gè)對(duì)象的運(yùn)動(dòng)的組合來執(zhí)行預(yù)定動(dòng)作。

基于選擇功能，在其中，選擇要被啟動(dòng)的醫(yī)療設(shè)備的元件是可能的，在啟動(dòng)之后和在執(zhí)行用于啟動(dòng)的運(yùn)動(dòng)之前，所要求的要被啟動(dòng)的元件，通過由手指9指向該元件(指向桿狀對(duì)象)來選擇。隨后，預(yù)定的運(yùn)動(dòng)由對(duì)象來執(zhí)行，且控制裝置2致動(dòng)所要求的要被啟動(dòng)的元件，以使得執(zhí)行根據(jù)預(yù)定運(yùn)動(dòng)的動(dòng)作。

基于進(jìn)一步的選擇功能，其中，醫(yī)療設(shè)備的元件的動(dòng)作所指向的部位被選擇，在可選的必需啟動(dòng)元件之后，醫(yī)療設(shè)備的元件的動(dòng)作指向與應(yīng)被手指9執(zhí)行的動(dòng)作相關(guān)的部位。因此，控制裝置2啟動(dòng)所要求的元件，以使得與該部位相關(guān)的動(dòng)作被執(zhí)行，因此，病人支撐面6上的部位被照亮。

基于進(jìn)一步的選擇功能，通過手指指向的方向，以及啟動(dòng)應(yīng)執(zhí)行動(dòng)作的元件，(桿狀對(duì)象的)手指9的方向被檢測到，除了要執(zhí)行動(dòng)作的部位之外，在手指應(yīng)執(zhí)行該動(dòng)作的方向上的相反方向選擇要被啟動(dòng)的元件。要被啟動(dòng)的元件隨后被致動(dòng)，以使得動(dòng)作從手指9的方向執(zhí)行。