System zur Steuerung einer räumlich bewegbaren Vorrichtung

Abstract

 Die räumlich bewegbare Vorrichtung 1 hat Stellglieder 7a - 7f. Das System besteht aus einer Handeinheit 2, Prozesssteuereinheit 5 mit Eingabestelle 6 und Monitor 8.
Die Handeinheit 2 wird von einer Hand derart bedient, dass die Bedienungselemente 3a - 3f, mit denen die verschiedenen Positionsparameter (e, a, r, s, q, v) anwählbar sind, im Griffbereich des Zeige-, Mittel, Ring- und kleinen Fingers sind, und dass sich ein Schieber 4, der die Richtung und Geschwindigkeit der angewählten Parameteränderung steuert, im Griffbereich des Daumens befindet.
Die Handeinheit 2 ist deshalb mit einer Hand im ganzen Wirkungsbereich bedienbar, gleichzeitig sind die eingestellten Parameterwerte (e, a, r, s, q, v) auf dem Monitor 8 in Grossanzeige ablesbar, und die Totmann-Forderung ist vollumfänglich gewährleistet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein System nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Ein solches System ist bekannt z.B. aus der Druckschrift "Clinac 6/100" der Firma Varian (RAD 1826 A 2/79). Die zu steuernde, räumlich bewegbare Vorrichtung besteht dort aus einem Linac und einem Behandlungsbett. Auf Seite 6 dieser Druckschrift ist eine zum System gehörende Handeinheit dargestellt. Sie hat unter anderem den Nachteil, dass sie nur mit beiden Händen bedienbar ist. Der Patient kann daher während des Einstellens des Linac's bzw. des Behandlungsbettes nicht betreut werden.

[0003] Aus der Druckschrift "Asklepitron-45" der Firma BBC (CH-E 6.0017.1.E) ist eine fest auf einem Sockel montierte Bedienungseinheit für ein Betatron und ein Behandlungsbett bekannt. Die sogenannte "Totmann-Forderung", dass nämlich zwei mechanisch und elektrisch getrennte Signalkreise existieren müssen, um eine Parameteränderung auslösen zu können, ist dort nicht erfüllt. Bei ähnlichen Bedienungseinheiten wird die Totmann-Forderung mit einem Fusspedal erfüllt.

[0004] Aus der Druckschrift "Therasim 720" der Firma AECL (Med. 54 3/72) ist ein System zur Steuerung eines Therapiegerätes und eines Behandlungsbettes bekannt, bei welchem eine Handeinheit, eine Eingabestelle und eine elektronische Prozesssteuereinheit gezeigt werden. Die Handeinheit ist nur mit beiden Händen bedienbar.

[0005] Alle oben beschriebenen Systeme haben zusätzlich den Nachteil, dass ein unmittelbarer Vergleich zwischen den eingestellten Parameterwerten und den Sollwerten nicht möglich ist.

[0006] Ein anderer Nachteil besteht darin, dass die Tasten der Bedienungseinheit per Zufall oder auch bewusst blockiert werden können. Bei Bedienungseinheiten ohne Totmann-Funktion kann dieses für den Patienten schwerwiegende Folgen haben, vor allem bei Anlagen ohne Berührungsschutz, bei welchen z.B. bei Berührung des Strahlerkopfes alle Parameteränderungen sofort unterbrochen werden.

[0007] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein System der eingangs genannten Art derart zu gestalten, dass die Handeinheit mit einer Hand bedienbar ist, die Totmann-Forderung erfüllt und alle gewünschten Parameterwerte direkt auf einem Monitor in Grossanzeige ablesbar sind.

[0008] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

[0009] Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, dass die Bedienungsperson im ganzen Raum wirken kann und noch eine Hand frei hat, z.B. um den Patienten, bei einer Anlage mit Therapiegerät und Behandlunesbett, noch einrichten zu können. Dabei ist die Totmann-Forderung vollumfänglich gewährleistet und ist die Richtigkeit der eingestellten Parameterwerte im ganzen Raum sofort auf dem Monitor zu überprüfen.

[0010] Auch bei räumlich bewegbaren Vorrichtungen anderer Art ist die Erfindung gut anwendbar, wie z.B. bei Hebezeugen, speziell Kränen, und Werkzeugmaschinen. Mit der Erfindung wird hier auch manche Gefahrenquelle beseitigt, z.B. beim Laden von Lastkraftwagen mit einem Kran.

[0011] Nachstehend wird die Erfindung anhand von einem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 in schematischer Darstellung ein erfindungsgemässes System zur Steuerung der Positionsparameter einer räumlich bewegbaren Vorrichtung,

Fig. 2 die Handeinheit des Systems in Ansicht von aussen, und

Fig. 3 eine mögliche Realisierung der Prozesssteuereinheit.

[0012] In den Figuren ist ein System zur Steuerung der Positionsparameter e, oe, r, s, q, v der räumlich bewegbaren Vorrichtung 1 dargestellt. In seinem grundsätzlichen Aufbau besteht es aus einer Handeinheit 2, einer elektronischen Prozesssteuereinheit 5 mit Eingabestelle 6, einem Monitor 8 und einem ODER-Gatter 12.

[0013] Die räumlichen Positionen der Vorrichtung 1, hier eines Betatrons mit Strahlerkopf und Behandlungsbett, sind gekennzeichnet durch die Positionsparameter e, α, r, s, q, v.

[0014] Die Positionsparameter e, α, r bezeichnen die Positionen des Strahlerkopfes des Betatrons. Insbesondere bestimmen der Positionsparameter e die Bewegung des Strahlerkopfes in Längsrichtung des Behandlungsbettes, der Positionsparameter α den Drehwinkel des Strahlerkopfes um die isozentrische Achse, und der Positionsparameter r die Bewegung in Strahlrichtung des Strahlerkopfes.

[0015] Die Positionsparameter s, q, v kennzeichnen die Positionen des Behandlungsbettes. Insbesondere bestimmen der Positionsparameter s die Stellung in Längsrichtung, der Positionsparameter q die Stellung in Querrichtung, und der Positionsparameter v die Stellung in Vertikalrichtung des Behandlungsbettes.

[0016] Die Positionsparameter e, α, r, s, q, v werden mit den Stellgliedern 7a - 7f der Vorrichtung 1 eingestellt.

[0017] Die Handeinheit 2 hat Parameterwahltasten 3a - 3f, Tasten für Zusatzfunktionen 9a - 9f, einen Schieber 4, der mittels einer Feder in stabiler Ruhelage 0 gehalten wird, einen Notschalter 10 und Signallampen lla-lle . Sie wird von einer Hand 18, mit Zeigefinger 13, Mittelfinger 14, Ringfinger 15, kleinem Finger 16 und Daumen 17 der Bedienungsperson bedient.

[0018] Die Prozesssteuereinheit kann z.B. ein Mikrocomputer, Typ HLF der Firma Indel, Dübendorf (Schweiz) sein. Die Eingabestelle ist z.B. ein Gerät der Marke Maxiswitch Comp. Der Monitor ist von der Marke RCA Typ TC 1214..

[0019] Das Drücken z.B. der Taste 3a bewirkt eine Anzeige des Parameterwertes e, also der Stellung des Strahlerkopfes in Längsrichtung, auf dem Monitor 8. Wird zusätzlich der Schieber 4 z.B. in Richtung a betätigt, so wird der Strahlerkopf mittels des Stellgliedes 7a vorwärts in Längsrichtung des Behandlungsbettes bewegt. Der Wert der Auslenkung des Schiebers 4 aus der Ruhelage 0 bestimmt die Geschwindigkeit der Parameteränderung. In diesem Falle gibt es zwei diskrete Stufen in Vorwärtsrichtung und zwei in Rückwärtsrichtung. Eine kontinuierliche Auslenkung des Schiebers 4, und damit eine kontinuierliche Steuerung der Geschwindigkeit der Parameteränderung, ist jedoch auch ausführbar.

[0020] Ebenso erfolgt die Parameteränderung in Rückwärtsrichtung, wenn der Schieber 4 in Richtung b geschoben wird.

[0021] Sinngemäss gilt dies für die anderen Parameterpositionen, wie Radius r und Drehwinkel ₀6 des Strahlerkopfes und Längsrichtung s, Querrichtung q und Vertikalrichtung v des Behandlungsbettes. Die entsprechenden Tasten sind 3b bis 3f.

[0022] Die Prozesssteuereinheit 5 ist so programmiert, dass bei gleichzeitigem Drücken zweier Parameterwahltasten 3a - 3f immer nur ein Signal berücksichtigt wird, d.h. dass nur eine einzige Parameteränderung durchgeführt wird. Sinngemäss gilt dieses für mehrere gleichzeitig gedrückte Tasten 3a - 3f oder Zusatzfunktionstasten 9b, 9e und 9f.

[0023] Mit den Tasten 9e und 9f und dem Schieber 4 kann die Oeffnung der Blenden des Strahlerkopfes nach Breite (x-Richtung) und Länge (y-Richtung) vergrössert bzw. verkleinert werden.

[0024] Die Taste 9b zusammen mit dem Schieber 4 erlaubt das Drehen des Strahlerkopfes weg von der isozentrischen Achse.

[0025] Das Drücken z.B. der Parameterwahltaste 3a und der Taste 9c bewirkt die automatische Einstellung der Parameterposition, hier der Längsrichtung e des Strahlerkopfes (Sollwert). Die Lampe llg oder llh gibt an, in welche Richtung die Parameteränderung stattfindet. Wenn der Sollwert erreicht ist, leuchten die Lampen lla und llk.

[0026] Sinngemäss gilt dies für die anderen Parameterwahltasten 3b - 3f und die entsprechenden Lampen llb - llf. Ebenso gilt dies für die Zusatzfunktionstasten 9b, 9e und 9f, und die Lampe 11j.

[0027] Durch Drücken der beiden Tasten 9c und 9d wird die ganze Vorrichtung 1 in Ausgangsposition gebracht. Wenn die Lampen llk und 11C leuchten, ist diese Ausgangsposition erreicht.

[0028] Bei Berührung des Strahlerkopfes leuchtet die Lampe lli. Die momentanen Parameteränderungen werden dann automatisch durch das Blockierungssystem der Prozesssteuereinheit 5 unterbrochen. Die Blockierung kann mit der Taste 9a überbrückt werden, so dass bewusst weitere Parameteränderungen vorgenommen werden können.

[0029] Das Zusammenwirken der Prozesssteuereinheit 5 mit den Stellgliedern 7a - 7f wird anhand der Fig. 3 beispielhaft erläutert:

In Fig. 3 ist die Prozesssteuereinheit 5 durch eine einfache logische Schaltung realisiert, welche in diesem Fall aus den ODER-Gattern 19 besteht. In dem dargestellten Beispiel bestehen die Stellglieder 7a - 7f - hier repräsentiert durch Stellglied 7a - aus einem Regler R, einer Antriebssteuerung A und einem Motor M. Das ODER-Gatter 12 entspricht dem in Fig. l dargestellten Gatter 12.

[0030] Die Funktion der dargestellten Elemente ist wie folgt:

Beim Schliessen der Taste 3a geht ein Signal in den Regler R. Wird nun der Schieber 4 in eine erste Stellung gebracht, in welcher beispielsweise der Schalter 4a geschlossen wird, so werden zwei ODER-Gatter 19 aktiviert, von denen einer den Befehl "Vorwärts", und das andere den Befehl "langsam" an den Regler R gibt. Der Regler R aktiviert jetzt entsprechend die Antriebssteuerung A. Der Motor M wird jedoch erst dann in Funktion gesetzt, wenn auch vom ODER-Gatter 12 ein Signal eintrifft. Dies ist dann der Fall, wenn der Schalter 4a des Schiebers 4 geschlossen ist.

[0031] Durch das ODER-Gatter 12 wird damit die Totmann-Forderung gewährleistet:

Sollte aufgrund eines Fehlers im Regler R und/oder der Antriebssteuerung A der Motor M aktiviert werden, ohne dass der Schieber 4 betätigt ist, so kann der Motor M trotzdem nicht in Funktion treten, da hierzu noch ein vom Schieber 4 über das ODER-Gatter 12 bewirktes Signal erforderlich ist. Ohne ein derartiges Signal ist die Stromversorgung des Motors M unterbrochen.

[0032] Beim Schliessen des Schalters 4a ergibt sich grundsätzlich der gleiche Funktionsablauf, jedoch bewirkt der Regler R eine grössere Geschwindigkeit des Motors M.

[0033] Beim Schliessen der Schalter 4b, 4b' kehrt sich die Bewegungsrichtung des Motors M um.

Ansprüche

1. System zur Steuerung der Positionsparameter (e,α, r, s, q, v) einer räumlich bewegbaren Vorrichtung (1) mit einer Handeinheit (2), welche Bedienungselemente (3a - 3f, 4) für die Beeinflussung der Parameter aufweist und über eine Prozesssteuereinheit (5) mit Eingabestelle (6) in Wirkverbindung mit den die Parameter (e,_oC, r, s, q, v) beeinflussenden Stellgliedern (7a - 7f) der Vorrichtung (1) und mit einem Monitor (8) steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienungselemente (3a - 3f, 4) einerseits Tasten (3a - 3f) umfassen, welche im Griffbereich des Zeige- (13), Mittel- (14), Ring- (15) und kleinen Finger (16) einer Hand (18) der Bedienungsperson liegen und mittels welcher jeweils ein Positionsparameter (e, α, r, s, q, v) anwählbar ist, und andererseits einen Schieber (4) umfassen, welcher im Griffbereich des Daumens (17) derselben Hand (18) liegt und welcher aus einer stabilen Ruhelage (0) in zwei Richtungen (a, b) auslenkbar ist, wobei die Auslenkung des Schiebers (4) den mit einer Taste (3a - 3f) angewählten Positionsparameter (e, α, r, s, q, v) nach Richtung und Geschwindigkeit steuert, und wobei der Wert der Auslenkung ein Mass für die Geschwindigkeit der Aenderung des jeweiligen Positionsparameters (e, α, r, s, q, v) ist,
und wobei in der Ruhelage (0) des Schiebers (4) eine Veränderung eines Positionsparameters (e,oG, r, s, q, v) ausgeschlossen ist.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (4) der Handeinheit (2) kontinuierlich auslenkbar ist.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (4) der Handeinheit (2) in diskreten Stufen auslenkbar ist.

4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werte der Positionsparameter (e, α, r, s, q, v) auf dem Monitor (8) in Grossanzeige ablesbar sind.

5. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Handeinheit (2) ein Notschalter (10) angeordnet ist.

6. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Handeinheit (2) Tasten (9a - 9f) für Zusatzfunktionen angeordnet sind.

7. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Handeinheit (2) Signallampen (lla - llj) angeordnet sind.

8. System nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die räumlich bewegbare Vorrichtung (1) ein Betatron mit Behandlungsbett ist.

9. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Wirkverbindung zwischen dem Schieber (4) und den Stellgliedern (7a - 7f) ein Schaltglied (12) vorgesehen ist, welches ein Tätigwerden eines Stellgliedes (7a - 7f) nur bei Auslenkung des Schiebers (4) aus seiner Ruhelage (0) zulässt.

Zeichnung