用户接口的输入和输出单元以及医学成像系统的制作方法

本实用新型涉及一种操作医学成像设备的用户接口的输入和输出单元。此外，本实用新型涉及一种在医学成像检查期间操作医学成像系统的医学成像设备的方法。此外，本实用新型涉及一种具有医学成像设备的医学成像系统以及一种计算机程序产品。

背景技术：

迄今为止，在医学成像检查期间，通常从控制室中进行对医学成像设备的操作，该控制室被构造为与检查室分开，在该检查室中布置有医学成像设备并且进行医学成像检查。在医学成像检查期间操作医学成像设备包括监视和/或管理和/或控制医学成像检查，例如输入检查相关的数据或命令。

对于在医学成像检查期间需要频繁进行护理的患者而言，仅能从控制室进行操作尤其成问题，因为操作医学成像设备的医疗操作员在医学成像检查期间必须在控制室中。因此，对于护理密集型患者，医疗操作员必须不断在控制室和检查室之间来回，而患者在成像检查期间要停留在检查室中。例如，护理密集型患者可能包括儿童、急诊患者、神经病患者、幽闭恐怖症患者等。

但即使没有护理密集型患者，操作员也可能被迫经常在两个房间之间来回，例如，为了安置患者或者设置或控制成像设备。

从DE 10 2015 211 140 A1中已知，在检查室中布置有用户接口。在该方案中建议，将用户接口固定地或可拆卸地装到医学成像设备上。然而，用户接口仅能够由此从一个位置(控制室)重新安装到另一个位置(检查室)。因此，仍然需要可通用操作的用户接口。

技术实现要素：

本实用新型的目的是实现用户接口的特别通用的可操作性，以用于操作设备，特别是用于操作医学成像系统的医学成像设备。

上述目的通过根据本实用新型的用户接口的输入和输出单元、根据本实用新型的操作医学成像设备的方法、根据本实用新型的医学成像系统或根据本实用新型的计算机程序产品来实现。

本实用新型的有利实施例也在本文中给出。

下文结合输入和输出单元阐明的优点和实施例也适用于根据本实用新型的方法、医学成像系统和计算机程序产品，反之亦然。

本实用新型的核心思想是：通过使用既可以从控制室也可以从检查室进行操作的用户接口，使得对医学成像设备的操作独立于操作员的停留位置。

本实用新型涉及用于操作医学成像设备的用户接口的输入和输出单元。该输入和输出单元的特征在于，包括透明的(即双面透明)触摸显示屏，该触摸显示屏是从两侧可使用的，即，两侧都可以输入和输出。

因此，该医学成像系统可以包括适用于上述应用情形的医学成像系统，例如X射线系统、计算机断层摄影系统和磁共振系统等。特别有利地，本实用新型可以与成像检查结合使用，其中在检查室中释放X射线辐射，因此操作员必须在图像记录期间离开检查室。

用户接口的输入和输出单元通过以触摸显示屏形式的单个设备提供，因此被单件式地和/或单体式地构造。这使得在医学成像设备的操作期间，显示信息以及输入命令和/或数据(例如定位信息)对于医疗操作员而言特别容易。

特别地，“触摸显示屏”在本文中应当理解为触敏式的屏幕，其中可以通过触摸屏幕的部分区域，例如通过触摸屏幕上显示图像的部分区域来输入数据和/或命令，以例如用于控制程序运行。

优选地，触摸显示屏包括两个显示元件，该两个显示元件例如被布置为，使得它们的背面彼此相对，而它们的正面被构造成实现触摸操作。这些显示元件可以间接地(特别是通过透明的载体)或者直接地彼此连接。备选地，触摸显示屏包括单个显示元件，其中正面和背面被构造成实现触摸操作。

优选地，通过使用安装在显示屏上支持触控的薄膜(电阻或电容触摸检测)来确保显示屏的触摸能力。备选地，可以使用支持触控的显示框(光学触摸识别)。

通过使用透明的并且在两侧都可以使用的触摸屏，要显示的内容必须始终正确地镜像在用户或操作员所在的触摸显示屏侧。换句话说，必须确定双侧可用的触摸显示屏的哪侧是有效侧，应当在该有效侧上显示内容。根据本实用新型的优选实施例，输入和输出单元包括至少一个装置，该装置被构造为用于识别操作员接近触摸显示屏。

上述接近识别至少被设置在触摸显示屏的一侧。如果人从该侧接近触摸显示屏，则将在该侧上相应地显示内容。如果没有人被识别到，则显示内容自动显示在触摸显示屏的另一侧。备选地，接近识别被设置在触摸显示屏的两侧。

根据本实用新型的优选实施例，通过超声波实现接近识别。为此，用于接近识别的装置包括至少一个超声波传感器。在这里优选是超声波换能器。特别有利地是使用多个超声波换能器，这些超声波换能器例如以适当的分组布置方式被定位，例如使得这些超声波换能器以边框形式包围触摸显示屏。这样的超声波换能器布置特别适合于确保无间隙地检测接近触摸显示屏的人。备选地，接近识别可以通过其他方式实现，例如通过摄像机等来实现。

在接近识别的过程中，根据相应识别到的接近情况进行对显示的控制(镜像)。为此目的，触摸显示屏本身具有相应的控制功能，并且基于通过触摸显示屏从用于接近识别的装置获得的数据相应地改变显示，或者触摸显示屏具有典型地远离触摸显示屏布置的控制部(特别是用户接口的用户控制模块)，该控制部的输入和输出单元包括触摸显示屏，从用于接近识别的装置获得接近情况的数据并且相应地控制触摸显示屏。

根据本实用新型的优选实施例，输入和输出单元的特征是：包括在触摸触摸显示屏时提供触觉反馈的装置。触觉反馈允许改进的、尤其是安全的操作。特别地，可以部分或完全避免眼神接触触摸显示屏。因此，可以几乎“盲”操作触摸显示屏，至少不必准确地看到手指放置在显示屏上的位置。为此目的，至少在触摸显示屏的一侧设置有反馈装置，优选地在两侧设置有反馈装置。

根据本实用新型的优选实施例，反馈装置包括分组布置的多个超声波换能器，以便有针对性地发射声波。

通过超声技术提供触觉反馈，优选地使用例如由Ultrahaptics公司开发的技术解决方案。在该方案提出的技术中，通过有针对性地发射声波来刺激操作员操作屏幕的手的手指，以产生虚拟的触觉。因此，例如对于16×16超声扬声器的阵列，通过延时接通，可以实现声波(例如，具有频率40kHz的声波)的叠加，其产生在房间的不同位置处的身体感觉。操作员感觉到皮肤上更强或更弱的振动。优选地，使用运动传感器和超声波换能器的组合，其中运动传感器确定操作员在房间中的手的位置，而超声波换能器实现声波刺激。

然而，在这里所描述的应用中，这种技术不取决于非接触式的反馈。相反，它是在真实接触触摸显示屏时提供触觉反馈。优选地，当通过足够强的手指压力在触摸显示屏显示的操作元件上成功地执行操作动作或输入，或者当所显示的显示内容的元素被改变，该触觉反馈实现对操作或输入的确认。为此目的，超声波换能器优选地以环绕触摸显示的边框方式被布置。当产生超声波刺激完全取决于所显示的元素的变化是否发生以及是否实施单指操作时，对于这里提出的反馈刺激，并非绝对需要识别房间中操作员手指的位置。在多指操作触摸显示屏时以及在其他情况下，可能需要通过超声波来进行有针对性的反馈，为此目的则需要进行位置识别。

特别有利的是使用超声波技术，该超声波技术已经用于识别接近情况，也用于触觉反馈。换句话说，优选地包括超声波换能器阵列的用于接近识别(“侧识别”)的装置同时被用作反馈装置的组件，即，用于声波刺激。为此目的，合适的超声元件以合适的方式被定位在触摸显示屏上。

备选地，触觉反馈也可以通过显示屏在接触时真实的和实际的(机械的)移动来实现，例如基于显示屏表面借助电磁线圈以非常大的加速度实现的偏移，或者基于显示区域借助超声波马达或压电元件的振动。然而，接触触摸显示屏时的触觉反馈也可以通过显示屏上传输的弱电脉冲来刺激皮肤的某些受体(例如，手指中的帕齐尼神经)来实现。上述反馈技术的组合也是可能的。

如果触觉反馈与视觉反馈和/或声学反馈结合，则是特别有利的。为此目的，屏幕显示被编程为使得所显示的显示内容的元素的变化总是与光学变化显示相关联，例如元素或屏幕一部分的变亮，或者与声学信号相关联，例如通过扬声器发出的信号音。

本实用新型还涉及一种在医学成像检查期间操作医学成像系统的医学成像设备的方法。在此，该医学成像系统包括医学成像设备和系统控制单元，其中该医学成像设备包括检测单元用于获取医学图像数据并且被布置在检查室中，同时该系统控制单元包括操作控制模块并且被布置在紧邻检查室布置的控制室中。该方法的特征是：由操作控制模块控制的用户接口被用于操作医学成像设备，其中用户接口包括输入和输出单元，该输入和输出单元具有透明的并且能够从两侧使用的触摸显示屏，特别是如上所述，其中触摸显示屏被布置在检查室和控制室之间，使得从两个房间都可以使用触摸显示屏，并且其中在准备或执行医学成像检查期间，借助触摸显示屏来实现输出信息和/或输入数据和/或命令以操作医学成像设备。

此外，本实用新型涉及一种医学成像系统，该系统包括医学成像设备，该医学成像设备包括用于获取医学图像数据的检测单元并且布置在检查室中，并且该医学成像系统还包括系统控制单元，该系统控制单元具有操作控制模块并且布置在控制室中。该医学成像系统的特征在于：由操作控制模块控制的用户接口被用于操作医学成像设备，其中该用户接口包括输入和输出单元，该输入和输出单元具有透明的并且能够从两侧使用的触摸显示屏，特别如上所述，其中触摸显示屏被布置在检查室和控制室之间，使得从两个房间都可以使用触摸显示屏。

当使用具有接近识别的触摸显示屏时，显示内容总是可以显示在正确的一侧，这取决于操作员位于触摸显示屏的哪一侧。这种交替侧或交替方式的显示是特别有利的，因为操作员不再需要在房间之间不停地来回。

根据本实用新型的优选实施例，借助于接近识别不仅控制触摸显示屏的哪一侧可以被认为是正确的显示，而且由触摸显示屏显示的内容根据操作员位于触摸显示屏的哪一侧而改变。换句话说，根据“侧识别”的结果来控制显示内容。显示内容根据操作员所在的房间而变化。

特别地，“检查室”应当理解为其中布置有医学成像设备、特别是医学成像设备的检测单元的房间。优选地，检查室向外和向内被屏蔽以屏蔽干扰影响，这些干扰能够影响影响医学成像检查，并且也可能是由医学成像设备引起的。例如，当医学成像设备被构造为X射线设备时，检查室被适当地屏蔽，以防止X射线从检查室射出。或者，在医疗成像设备被构造为磁共振设备时，检查室需要针对磁场和电磁辐射、特别是高频辐射方面进行屏蔽。另外，当医学成像设备被构造为计算机断层摄影设备时，检查室也可以需要针对电磁辐射进行屏蔽。

在控制室中，优选地布置有用于控制医学成像设备的所有单元和模块。此外，控制室针对检查室的干扰影响进行屏蔽，例如，针对X射线、电磁辐射和/或磁场。

检查室和控制室通过建筑物彼此分开，特别是通过两个房间共用并且将房间彼此分开的分隔壁。分隔壁具有从两侧透明的观察窗，医疗操作员可以通过该观察窗从一个房间看到另一个房间。观察窗通常由玻璃制成。

根据本实用新型的优选实施例，触摸显示屏布置在将检查室和控制室分开结构中，特别是布置在将两个房间彼此分开的分隔壁中。换句话说，医学成像系统的特征在于，触摸显示屏被构造为两个房间之间的观察窗或者构造为该观察窗的一部分。优选地，整个观察窗用作触摸显示屏。为此目的，透明的触摸显示屏安装在治疗室和控制室之间的现有窗格中，或者使用触摸显示屏取代观察窗的窗格。

由于触摸显示屏的固定布置，信息总是显示在相同的位置，从而向医疗操作员提供了良好可视性。另外，用户接口由此被防遗失地既布置在检查室中，并且同时布置在控制室中。

在患者安置期间，优选地向医务人员(操作员)显示与患者有关的和拍摄相关的信息。如果操作员对成像设备或成像系统进行调整，则优选地显示关于系统参数的信息。在医学成像检查期间，特别是在辐射释放期间，医务人员必须密切关注成像设备的参数，例如X射线系统的参数，也需要观察患者以便可以最佳地拍摄。在所有这些动作中，通过本实用新型可以将控制室和治疗室之间对于医务人员的路径最小化。特别地，将触摸显示屏设置为两个房间之间的观察窗对于用户从控制室往外看具有以下优点：用户能够留意显示内容，例如成像检查的参数，而不必在图像采集期间把目光从患者身上移开。另外，当使用反馈装置时，可以执行对触摸显示屏的操作，而无需用户将他的眼睛从患者身上移开。

本实用新型使得医疗操作员(例如监督医生或放射助理等)能够在准备或执行医学成像检查期间，既能够从检查室也能够从控制室对医学成像设备进行特别通用地操作。操作可以包括：对执行医学成像检查的控制，和/或医学成像检查的监测和/或管理，例如通过输入命令和/或数据或者选择检查报告。此外，本实用新型能够在医学成像检查期间在患者出现问题(例如患者的不适)的情况下快速进行干预，而不必中断对医学成像设备的操作。优选地，在进行医学成像检查期间，既能够从控制室也能够从检查室实现对医学成像设备的完整操作，特别是控制和/或管理。

在本实用新型的帮助下，减少了走动路径，或者避免了不必要的走动路径，因为所有显示内容都可以以足够的尺寸靠近用户显示，并且可以在两个房间中进行更改。同时，由于省去了传统的成像系统组件和附加显示屏，因此可以降低购置成本。

优选地，通过操作控制模块对用户接口进行控制，并且因此对以触摸显示屏形式的控制输入和输出单元进行控制。该操作控制模块优选地包括软件和/或计算机程序，其被设计成在医学成像检查的准备和/或执行期间操作医学成像设备。上述软件和/或计算机程序存储在系统控制单元的存储器单元中，特别是存储在操作控制模块的存储器单元中，并且由操作控制模块的处理器单元执行。

本实用新型还涉及一种计算机程序产品，包括程序并且可直接加载到医学成像系统的可编程控制模块的存储器中，当在医学成像系统的操作控制模块中执行该程序时，通过程序资源以在医学成像检查期间执行用于操作医学成像系统的医学成像设备的上述方法。在此，计算机程序可能需要程序资源，例如库和辅助函数，以实现该方法的相应实施例。该计算机程序可以包括具有源代码的软件(该源代码仍然必须被编译和绑定或者仅需要被解释)，或者包括可执行的软件代码(该软件代码仅被加载到相应的计算单元中以供执行)。

附图说明

结合下面附图对实施例的描述，本实用新型的上述性质、特征和优点以及实现它们的方式将变得更加明白和清晰。其中：

图1示出了两个房间相关的系统组件，

图2示出了触摸显示屏的结构设计，

图3示出了触摸显示屏的示意性结构。

所有附图仅示意性并且以主要组件示出了本实用新型。相同的附图标记对应相同或功能相似的元件。

具体实施方式

图1示意性示出了医学成像系统。该医学成像系统在本实施例中被构造为X射线系统10。

X射线系统10包括医学成像设备20(这里是C型臂X射线设备)，以执行断层合成。成像设备20包括检测单元21。例如，成像设备20是用于执行断层合成的C型臂X射线设备。在这种情况下，从多个不同方向照射检查对象，其中记录各个二维图像(投影)，这些二维图像形成断层合成图像数据集。然后，通过图像重建方法将投影计算为断层合成的三维X射线图像。医学成像设备20布置在检查室27内。

为了对医学成像设备20的控制，X射线系统10包括系统控制单元28。系统控制单元28布置在控制室29内，控制室29被构造为与检查室27分开。

系统控制单元28集中地控制成像设备20，例如执行预定的成像采集序列。另外，系统控制单元28包括未详细示出的评估单元，用于评估在X射线检查期间检测到的医学图像数据。可选地，X射线系统10包括连接到系统控制单元28的操作控制台(未示出)。操作控制台与系统控制单元28一起布置在控制室29中。

此外，X射线系统10包括用户接口33，用于向医疗操作员输出信息和/或由医疗操作员输入数据和/或命令，以便在执行医学成像检查之前和期间操作医学成像设备20。用户接口33包括组合的输入和输出单元34。在本实施例中，除了可选的其他输入和/或输出设备(未示出)之外，输入和输出单元34还包括触摸显示屏35。触摸显示屏35被构造为观察窗30或构造为观察窗30的一部分，并且布置在控制室29和检查室27之间的分隔壁31上。

透明的显示屏35的实际屏幕40在两侧都设置有透明的触摸薄膜41。在屏幕40的每一侧，该屏幕40被超声波框架42包围。当触摸显示屏35形成整个观察窗30时，超声波框架42也用作观察窗30的框架。每个超声波框架42包括嵌入四个框架构件(横梁和纵梁)中的多个超声波换能器43。

一方面，超声波换能器43被构造和布置为使得它们作为用于接近识别的装置11的重要组成部分，以用于识别操作员接近触摸显示屏35。另一方面，超声波换能器43被构造和布置为使得它们作为用于声波刺激的装置12的重要组成部分，以用于在接触触摸显示屏35时提供触觉反馈。两个装置11、12在结构上至少部分地被实现为超声波框架4的一部分，因此被实现为触摸显示屏35的一部分，并且因此在功能上与输入和输出单元34相关联。

用户接口33通过系统控制单元28来控制。为此，系统控制单元28包括操作控制模块36，该操作控制模块36被设计用于控制用户接口33，尤其是控制触摸显示屏35。在医学成像检查期间操作医学成像设备20的方法由系统控制单元28、特别地由系统控制单元28的操作控制模块36与用户接口33一起执行。

为此目的，操作控制模块36包括相应的控制软件和/或计算机程序，上述控制软件和/或计算机程序存储在操作控制模块36的存储器单元(未示出)中。控制软件和/或计算机程序由操作控制模块36的处理器执行。操作控制模块36连接到用户接口33以进行数据交换。

针对接近识别和与接近识别相关的由触摸显示屏35在正确侧显示内容，同时针对在显示内容的元素改变时产生触觉反馈，在接近识别设备11和操作控制模块36之间，或者在提供触觉反馈的装置12和操作控制模块36之间进行数据交换，其中，一方面，检测到的超声波数据和操作动作(控制数据)从触摸显示屏35被传送到操作控制模块36，另一方面，用于正确侧的显示的控制命令和用于产生触觉反馈的控制命令从控制模块36被传送到触摸显示屏35。

由系统控制单元28结合医学成像检查生成用于控制成像设备20的控制命令，其中，为了控制成像设备20，在系统控制单元28和成像设备20之间进行控制数据的交换。另外，用于控制成像设备20的控制数据还取决于操作员的输入，特别地取决于在触摸显示屏35上输入的数据和命令。此外，还可以进行成像设备20和系统控制单元28之间的其他数据的交换，例如状态信息和/或错误报告等。

优选地，在系统控制单元28、特别是操作控制模块36的存储器单元中，还存储用于不同医学成像检查的提示和/或工作指令，当通过触摸显示屏35执行相应的医学成像检查时，医学操作员可以调用这些提示和/或工作指令。以这种方式，各个医学成像检查可以非常高度自动化，并且通过用户接口33、尤其是借助于触摸显示屏35，未经训练的医疗操作员也可以容易并且安全地进行操作。

通过用户接口33，尤其通过输入和输出单元34的触摸显示屏35，能够从检查室27或从控制室29通过医疗操作员输入数据和/或指令，该数据和/或指令用于医学成像检查，特别是用于控制医学成像设备20。这些例如是：测量参数和/或控制参数的记录；和/或检查协议的选择；特定信息等的调用；和/或其他输入，例如对成功执行工作步骤的确认。同时，借助于用户接口33，特别是借助触摸显示屏35，能够从检查室27或从控制室29向医疗操作员输出信息和/或数据，特别地显示患者特定的信息或检查特定的信息。

信息的输出和/或数据和/或命令的输入不仅可以直接在医学成像检查的执行期间进行，而且可以在医学成像检查的准备期间进行。例如，可以通过触摸显示屏35向操作员发出操作指令和/或下一个工作步骤，以用于针对即将进行的成像检查为患者做准备，或者，操作员可以通过触摸显示屏35输入对检查区域和/或患者位置和/或其他患者特定参数的选择。这些输出和输入也可以从检查室27和控制室29进行。

尽管通过优选实施例进一步说明和描述了本实用新型，但是本实用新型不限于所公开的示例，并且本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的范围的情况下从其中得出其他变型。

附图标记列表

10 医学成像系统

11 用于识别接近的装置

12 用于提供触觉反馈的装置

20 医学成像设备，C型臂X射线系统

21 检测单元

27 检查室

28 系统控制单元

29 控制室

30 观察窗

31 分隔壁

33 用户接口

34 组合的输入和输出单元

35 触摸显示屏

36 操作控制模块

40 屏幕

41 触摸薄膜

42 超声波框架

43 超声波换能器