DE19520368A1 - Vorrichtung und Verfahren zur automatischen Aktivierung eines Meßfühlers, insbesondere eines Ultraschall-Applikators - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Aktivierung eines Meßfühlers, insbesondere zur Aktivierung eines Ultraschall-Applikators in einem diagnostischen Ultra­ schallsystem.

Bekannte diagnostische Ultraschallsysteme besitzen ein oder auch mehrere Ultraschall-Applikatoren. Bei Systemen mit meh­ reren Ultraschall-Applikatoren muß es ein Verfahren zur Be­ reitstellung einer Anzeige oder Angabe geben, daß ein be­ stimmter Ultraschall-Applikator von einem Ultraschall-Unter­ sucher benutzt wird. Ein erstes Verfahren zur Bereitstellung einer derartigen Anzeige benutzt Steuerschaltkreise, die über Schalter aktiviert werden. Die Schaltkreise werden manuell aktiviert, z. B. durch Betätigen eines Schaltknopfes auf einer Konsole, um anzuzeigen, daß ein bestimmter Ultraschall-Appli­ kator benutzt wird. Wenn der Untersucher oder Benutzer den Schaltknopf betätigt, aktiviert das Ultraschallsystem den an­ gezeigten Ultraschall-Applikator in bekannter Weise in Abhän­ gigkeit des erzeugten Anzeigesignals. Ein zweites Verfahren zur Bereitstellung eines Anzeigesignals benutzt Applikator­ halterungen mit Schaltern. Die Schalter werden aktiviert, wenn der Ultraschall-Applikator von seinem Halter abgenommen wird. Der aktivierte Schalter liefert eine Anzeige, die das Ultraschallsystem veranlaßt den Ultraschall-Applikator zu aktivieren. Ein weiteres Verfahren benutzt schalteraktivierte Steuerschaltkreise. Die Schaltkreise werden manuell akti­ viert, indem z. B. ein Schaltknopf betätigt wird, der auf dem Applikator angeordnet ist, um anzuzeigen, daß der Applikator benutzt wird.

Mit den oben beschriebenen Verfahren sind jedoch Nachteile verbunden. Das erste Verfahren ist nachteilig, weil ein Be­ nutzer einen Schaltknopf betätigen muß um anzuzeigen, daß ein bestimmter Ultraschall-Applikator aktiviert werden muß. Bei dem zweiten Verfahren ist nachteilig, daß ein Applikator in seiner Halterung zurückgegeben werden muß, bevor ein anderer Applikator benutzt werden kann. Zudem muß der Applikator - um eine richtige Aktivierung zu bewirken - in seine spezielle Halterung zurückgegeben werden, andernfalls würde ein fal­ scher Applikator aktiviert werden. Das dritte Verfahren ist deshalb nachteilig, weil ein Benutzer daran denken muß, den Schaltknopf zu betätigen um den Ultraschall-Applikator an- und abzuschalten.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­ tung und ein Verfahren zur Aktivierung eines Meßfühlers, ins­ besondere eines Ultraschall-Applikators, anzugeben, wobei die oben beschriebenen Nachteile nicht mehr auftreten.

Die erstgenannte Aufgabe wird durch ein System zur automati­ schen Aktivierung eines Meßfühlers gelöst, wobei das System umfaßt:

• - Bewegungssensormittel zum Erfassen einer Bewegung des Meß­ fühlers und zum Erzeugen eines Signals in Abhängigkeit der Bewegung,
• - Signalerfassungsmittel zum Erfassen des Signals und
• - Meßfühler-Aktivierungsmittel zum Aktivieren des Meßfühlers in Abhängigkeit eines Signals der Signalerfassungsmittel.

Die zweitgenannte Aufgabe wird bei einem Verfahren zur auto­ matischen Aktivierung eines Meßfühlers gelöst, wobei das Ver­ fahren die Schritte umfaßt:

• - Erfassen einer Bewegung des Meßfühlers und Erzeugung eines Signals in Abhängigkeit der Bewegung,
• - Erfassen des Signals und
• - Aktivieren des Meßfühlers in Abhängigkeit vom Signal.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Bewegungs­ sensormittel als Beschleunigungsmesser ausgebildet, die an dem Meßfühler befestigt sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind durch die Unteran­ sprüche gekennzeichnet
Die Erfindung wird im folgenden anhand von zwei Figuren er­ läutert. Es zeigen:

Fig. 1 in einer bildlichen Darstellung ein diagnostisches Ul­ traschallsystem, das erfindungsgemäß einen Ultraschall- Applikator automatisch aktiviert.

Fig. 2 in einer graphischen Darstellung Signale, die von ver­ schiedenen Teilen des in Fig. 1 gezeigten Ultraschall­ systems erzeugt werden.

Wie in Fig. 1 dargestellt, sind Ultraschall-Applikatoren 101 und 102 über Kabel 151 bzw. 152 mit einer Hauptsteuereinrich­ tung 210 eines diagnostischen Ultraschallsystems 300 verbun­ den. Weiterhin zeigt Fig. 1, daß Sensoren 161 und 162 an den Ultraschall-Applikatoren 101 bzw. 102 befestigt sind. Ultra­ schall-Wandler 121 und 122 sind in den Ultraschall-Applika­ toren 101 bzw. 102 angeordnet. Ein Nachrichtenkanal 171 er­ streckt sich von Sensor 161 durch das Kabel 151 zur einer Si­ gnalerfassung 180 in der Hauptsteuereinrichtung 210. Ein Nachrichtenkanal 172 erstreckt sich vom Sensor 162 über das Kabel 152 zur Signalerfassung 180 in der Hauptsteuereinrich­ tung 210. Ein Sensor 163 ist an der Hauptsteuereinrichtung 210 befestigt, und ein Nachrichtenkanal 173 erstreckt sich vom Sensor 163 zur Signalerfassung 180. Schließlich ist die Signalerfassung 180 mit einem Aktivierungsschalter 190 über eine Nachrichtenverbindung 185 verbunden, wobei der Aktivie­ rungsschalter 190 die Ultraschall-Wandler 121 oder 122 über Nachrichtenverbindungen 181 bzw. 182 mit einem Bildgebungs­ kanal 205 verbindet.

Erfindungsgemäß erfaßt der Sensor 161 eine Bewegung des Ul­ traschall-Applikators 101 und der Sensor 162 eine Bewegung des Ultraschall-Applikators 102. Beispielsweise überträgt der Sensor 161 ein Signal über den Nachrichtenkanal 171 zur Si­ gnalerfassung 180, wenn der Ultraschall-Applikator 101 bewegt wird. Als Reaktion auf das vom Sensor 161 empfangenen Signal, bestimmt die Signalerfassung 180, daß der Ultraschall-Appli­ kator 101 aktiviert werden soll, wie weiter unten erläutert wird. Die Signalerfassung 180 sendet dann diese Information über die Nachrichtenverbindung 185 zum Aktivierungsschalter 190. Schließlich aktiviert der Aktivierungsschalter 190 als Reaktion auf die von der Signalerfassung 180 erhaltenen In­ formationen den Ultraschall-Applikator 101, indem der Ultra­ schall-Applikator 101 mit dem Bildgebungskanal 205 verbunden wird. Dies erfolgt gemäß Verfahren, die dem Fachmann bekannt sind, wie z. B. durch Verwendung von Relaiskontakten.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Sensoren 161 und 162 Beschleunigungsmesser, die z. B. in einem Handgriff der Applikatoren 101 und 102 angeordnet sind. So erzeugt z. B., wenn ein Benutzer den Ultraschall-Applikator 101 aufnimmt, der Sensor 161 (Beschleunigungsmesser 161) ein Signal, das zur Signalerfassung 180 gesendet wird. Dies alles findet statt in einer Art und Weise, die dem Fachmann bekannt ist.

In Ausführungsformen der Erfindung, worin das diagnostische Ultraschallsystem 300 mehrere Ultraschall-Applikatoren be­ sitzt, ist die Signalerfassung 180 ausgebildet, die von den Ultraschall-Applikatoren kommenden Signale zu unterscheiden. Die Fähigkeit zur Unterscheidung rührt zum Teil daher, daß die von verschiedenen Ultraschall-Applikatoren kommenden Si­ gnale zu verschiedenen Schaltungsteilen geführt werden oder daß die von verschiedenen Ultraschall-Applikatoren kommenden Signale unterschiedlich sind, oder daß die Signale Identifi­ zierungsinformation umfassen. Diese Information wird dann zur Bestimmung des Ultraschall-Applikators benutzt, der aktiviert werden soll, was weiter unten noch beschrieben wird. Die In­ formation wird dann zum Aktivierungsschalter 190 gesendet. Als Reaktion verbindet der Aktivierungsschalter 190 den iden­ tifizierten Ultraschall-Applikator mit dem Bildgebungskanal 205 um den identifizierten Ultraschall-Applikator zu aktivie­ ren.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung ist ein Sensor 163 an der Hauptsteuereinrichtung 210 be­ festigt, damit das System eine Bewegung der Ultraschall-Ap­ plikatoren erkennen kann, wenn die Ultraschall-Applikatoren an der Hauptsteuereinrichtung 210 angebracht sind und die Hauptsteuereinrichtung 210 selbst bewegt wird. Weiterhin ist Vorzugsweise die Signalerfassung 180 ausgebildet, andere Er­ eignisse zu erkennen, die nicht von einem Benutzer verursacht werden.

Fig. 2 zeigt in graphischer Form Signale, die von verschieden­ en Teilen des in Fig. 1 dargestellten diagnostischen Ultra­ schallsystems 300 erzeugt werden. Entlang der Zeile 401 sind Signale dargestellt, die vom Sensor 161 erzeugt werden; ent­ lang der Zeile 402 sind Signale dargestellt, die vom Sensor 162 erzeugt werden; und entlang der Zeile 403 sind Signale dargestellt, die vom Sensor 163 erzeugt werden. Alle Signale sind Zeitfunktionen.

Anhand von Fig. 2 wird im folgenden die Funktion der bevorzug­ ten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Dabei ist vorausgesetzt, daß das Ultraschallsystem 300 zum Zeitpunkt 601 eingeschaltet wird und daß als Standardbedin­ gung der Ultraschall-Applikator 101 ausgewählt wird zur Akti­ vierung. Bei dieser Standardbedingung ist der Aktivierungs­ schalter 190 auf die Position 192 (vergleiche Fig. 1) gesetzt, so daß der Ultraschall-Applikator 101 mit dem Bildgebungs­ kanal 205 verbunden ist. Während des Zeitintervalls 510 er­ zeugt der Sensor 161 ein Signal 701, wenn der Ultraschall- Applikator 101 von einem Benutzer aufgenommen und während der darauffolgenden Benutzung bewegt wird. Das Signal 701 wird über den Nachrichtenkanal 171 zur Signalerfassung 180 gesen­ det. Als Reaktion auf das Signal 701 identifiziert die Si­ gnalerfassung 180, daß der Ultraschall-Applikator 101 vom Benutzer ausgewählt wurde. Weil dieser Zustand mit der Stan­ dardbedingung übereinstimmt, sendet die Signalerfassung 180 kein Betätigungskommando zum Aktivierungsschalter 190. Wäh­ rend des Zeitintervalls 510 ist einzig der Ultraschall-Appli­ kator 101 dauernd aktiviert und mit dem Bildgebungskanal 205 verbunden.

Das Zeitintervall 510 endet zum Zeitpunkt 602, wenn der Be­ nutzer den Ultraschall-Applikator 102 aufnimmt. Zu diesem Zeitpunkt erzeugt der Sensor 162 im Ultraschall-Applikator 102 ein Signal 702, das über den Nachrichtenkanal 162 zur Si­ gnalerfassung 180 gesendet wird. Als Reaktion auf das Signal 702 identifiziert die Signalerfassung 180, daß der Applikator 102 vom Benutzer ausgewählt wurde. Darauf sendet die Signal­ erfassung 180 ein Betätigungskommando über die Nachrichten­ verbindung 185 zum Aktivierungsschalter 190. Als Reaktion auf das Betätigungskommando wechselt der Aktivierungsschalter 190 die Schalterstellung von der Position 192 zur Position 194, so daß jetzt der Ultraschall-Applikator 102 mit dem Bildge­ bungskanal 205 verbunden ist. Es soll darauf hingewiesen wer­ den, daß ein typisches Bewegungssignal, wie die Signale 701 und 702, eine relativ große Amplitude mit relativ langer Zeitdauer besitzen.

Das Zeitintervall 520 beginnt zum Zeitpunkt 602 und der Ul­ traschall-Applikator 102 ist der einzige Applikator, der wäh­ rend dieses Zeitintervalls mit dem Bildgebungskanal 205 ver­ bunden ist. Während des Zeitintervalls 520 kann der Applika­ tor 102 mehrere Male aufgenommen und wieder abgelegt werden. Diese Bewegungen veranlassen den Sensor 162 mehrfach Signale spielsweise Signal 703. Solange diese Signale jedoch mit der aktuellen Applikatorauswahl übereinstimmen, wird die Signal­ erfassung 180 keine Betätigungskommandos zum Aktivierungs­ schalter 190 senden.

Während der Benutzung des Ultraschall-Applikators 102 im Zeitintervall 520 kann auch der Sensor 161 im Applikator 101 kurze spikeförmige Signale erzeugen wie das Signal 704 oder Signale mit kleiner Amplitude wie das Signal 705. Solche Si­ gnale können unabsichtlich erzeugt werden, z. B. wenn der Be­ nutzer zufällig den Applikator berührt oder wenn kleine Er­ schütterungen den Applikator erfassen. Wie in Fig. 2 zu erken­ nen ist, haben diese Signale eine signifikant andere Charak­ teristik in Vergleich zu den Bewegungssignalen 701, 702 und 703, die erzeugt werden, wenn der Applikator von einem Be­ nutzer verwendet wird. In der bevorzugten Ausführungsform werden die unabsichtlich erzeugten Signale, wie das Signal 704 und 705, in der Signalerfassung 180 gefiltert.

Während des Intervalls 520 kann der nicht benutzte Ultra­ schall-Applikator 101 in einer Halterung an der Hauptsteuer­ einrichtung 210 abgestellt werden. Dabei kann der Benutzer die Position der Hauptsteuereinrichtung 210 verändern, wäh­ rend er den Applikator 102 benutzt. In diesem Fall verursacht die Bewegung der Hauptsteuereinrichtung 210, daß der Sensor 161 im Applikator 101 ein Signal 706 erzeugt, das ähnlich den Signalen 701, 702 und 703 ist, die eine Benutzung des Applika­ tors anzeigen. Der Sensor 163 ist an der Hauptsteuereinrich­ tung 210 installiert, um zu verhindern, daß der falsche Ap­ plikator aktiviert wird. Während der Bewegung der Hauptsteu­ ereinrichtung 210 erzeugt der Sensor 163 ein Signal 707. Das Signal 707 wird zur Signalerfassung 180 gesendet. Die Signal­ erfassung 180 erkennt die Übereinstimmung der Signale 706 und 707, verursacht durch die Bewegung der Hauptsteuereinrichtung 210, und sendet kein Betätigungskommando zum Aktivierungs­ schalter 190. Daher ignoriert die Signalerfassung 180 die Si­ gnale, die durch Bewegung der Hauptsteuereinrichtung 210 er­ zeugt werden.

Wenn der Benutzer zu einem Zeitpunkt 630 den Ultraschall-Ap­ plikator 101 wieder aufnimmt, endet das Zeitintervall 520 und ein Zeitintervall 530 beginnt. Während des Zeitintervalls 530 erzeugt der Sensor 161 ein Signal 708, das anzeigt, daß der Applikator 101 benutzt wird. Als Reaktion sendet die Signal­ erfassung 180 ein Betätigungskommando zum Aktivierungsschal­ ter 190 um die Schalterposition von der Position 194 zurück zur Position 192 zu wechseln. Nun ist im Zeitintervall 530 der Applikator 101 wieder in Benutzung. Wie aus dem Oben­ stehenden leicht zu erkennen, wiederholt sich die automati­ sche Applikatoraktivierung, indem zwischen den Applikatoren 101 und 102 hin und her geschaltet wird, wenn der Benutzer das diagnostische Ultraschallsystem 300 verwendet.

Zusammenfassend arbeitet die Signalerfassung 180 gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nach folgender Vorschrift, wobei die von den Sensoren 161 bis 163 erzeugten Signale analysiert werden um zu bestimmen, welcher Applikator aktiviert werden soll:

• a) aktiviere den Applikator solange, bis ein Bewegungssignal von einem anderen Applikator empfangen wird,
• b) aktiviere den Applikator nicht, wenn ein Bewegungssignal von einem anderen Applikator und vom Sensor 163 empfangen wird, weil die Hauptsteuereinrichtung bewegt wurde und dabei ein Bewegungssignal des Applikators erzeugt hat,
• c) ignoriere kurze vorübergehende Signale und Signale mit niedrigem Pegel des nicht aktivierten Applikators.

Die Signalerfassung 180 kann einen Mikroprozessor oder logi­ sche Schaltungen zur Umsetzung der oben beschriebenen Vor­ schrift benutzen. Eine derartige Umsetzung kann in einer Art und Weise erfolgen, die dem Fachmann bekannt ist. Wie leicht zu erkennen ist, weisen Verkörperungen der vorlie­ genden Erfindung nicht mehr die oben schon erwähnten Nach­ teile der herkömmlichen Systeme auf. Ein Benutzer braucht keinen Schalter oder Taster zu betätigen, um einen Applikator zu aktivieren oder deaktivieren; ein Benutzer braucht eben­ falls nicht mehr einen Applikator in einen Halter zurück zu­ geben, bevor er einen anderen Applikator aufnimmt; und ein Benutzer braucht auch nicht einen Applikator in einem beson­ deren Halter zurückzugeben.

Es soll darauf hingewiesen werden, daß die vorliegende Erfin­ dung nicht auf das oben beschriebene Ausführungsbeispiel be­ schränkt ist. So müssen z. B. die Signale, die von den Bewe­ gungssensoren 191 erzeugt werden, nicht über die Nachrichten­ kanäle 171 und 172 der Kabel 151 und 152 übertragen werden. In anderen Ausführungen der vorliegenden Erfindungen können solche Signale auch ohne Kabelverbindung übertragen werden, entsprechend wie z. B. Information bei drahtlosen Mobiltele­ fonen. Auch in dem Fall können Signale übertragen werden, die den benutzten Applikator identifizieren.

Claims (11)

1. Vorrichtung zur automatischen Aktivierung eines Meßfühlers (101, 102) mit:

• - Bewegungssensormitteln (161, 162) zum Erfassen einer Bewe­ gung des Meßfühlers (101, 102) und zum Erzeugen eines Si­ gnals (701, 702, 703, 708) in Abhängigkeit der Bewegung,
• - Signalerfassungsmitteln (180) zum Erfassen des Signals und
• - Meßfühleraktivierungsmitteln (190) zum Aktivieren des Meß­ fühlers (101, 102) in Abhängigkeit eines Signals der Signal­ erfassungsmittel (180)
• 2. Diagnostisches Ultraschallsystem (300) mit einer automati­ schen Aktivierung eines Ultraschall-Applikators (101, 102), wobei das diagnostische Ultraschallsystem (300) umfaßt:
• - Bewegungssensormittel (161, 162) zur Erfassung einer Bewe­ gung des Applikators (101, 102) und zur Erzeugung eines Si­ gnals in Abhängigkeit der Bewegung und
• - Applikator-Aktivierungsmittel (190) zum Aktivieren des Ap­ plikators (101, 102) in Abhängigkeit des Signals.

3. Diagnostisches Ultraschallsystem (300) mit einer automati­ schen Aktivierung eines Ultraschall-Applikators (101, 102), wobei das Ultraschallsystem (300) umfaßt:

• - Bewegungssensormittel (161, 162) zum Erfassen einer Bewegung des Applikators (161, 162) und zum Erzeugen eines Signals in Abhängigkeit der Bewegung,
• - Signalerfassungsmittel (180) zum Erfassen des Signals und
• - Applikator-Aktivierungsmittel (190) zum Aktivieren des Ul­ traschall-Applikators (101, 102) in Abhängigkeit eines De­ tektionssignals von den Signalerfassungsmitteln (180).

4. Ultraschallsystem nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Bewegungssensormittel (161, 162) an dem Ultraschall-Applikator (101, 102) befestigt ist.

5. Ultraschallsystem nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Bewegungssensormittel (161, 162) einen Beschleunigungsmesser umfassen.

6. Ultraschallsystem nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Signalerfassungsmittel (180) Identifizierungsinformation zu den Applikator-Aktivie­ rungsmitteln (190) zur Identifizierung des Ultraschall-Appli­ kators (101, 102) ausgeben, wobei die Identifizierungsinfor­ mation im Detektionssignal enthalten ist.

7. Ultraschallsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal Information zur Identifizierung des Ultraschall-Applikators liefert.

8. Ultraschallsystem nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Signalerfassungsmittel (180) Identifizierungsinformation im Detektionssignal zu den Applikator-Aktivierungsmitteln (190) liefern.

9. Diagnostisches Ultraschallsystem mit automatischer Akti­ vierung eines oder mehrerer Ultraschall-Applikatoren (101, 102) mit einer Hauptsteuereinrichtung (210), wobei das Ultraschallsystem (300) umfaßt:

• - Bewegungssensormittel (161, 162, 163) zum Erfassen einer Be­ wegung eines oder mehrerer Ultraschall-Applikatoren (101, 102) und zum Erzeugen eines Signals (701, 702, 703, 708) in Abhängigkeit der Bewegung,
• - Applikator-Aktivierungsmittel (190) zur Aktivierung des Ultraschall-Applikators (101, 102) in Abhängigkeit des Si­ gnals.

10. Ultraschallsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungssensormittel (161, 162, 163) erste Bewegungssensormittel (161, 162) umfassen, die an einem oder mehreren Ultraschall-Applikatoren (101, 102) befestigt sind, und zweite Bewegungsmittel (163) umfassen, die an der Hauptsteuereinrichtung (210) befestigt sind.

11. Ultraschallsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungssensormittel (161, 162, 163) weiter Signalerfassungsmittel (180) umfassen, die in Abhängigkeit von Signalen, die von der ersten Bewe­ gungssensormitteln (161, 162) erzeugt werden und in Abhängig­ keit von Signalen, die von den zweiten Bewegungssensormitteln (163) erzeugt werden, den zu aktivierenden Ultraschall-Appli­ kator (101, 102) erkennen und das Signal erzeugen.

12. Verfahren zum automatischen Aktivieren eines Applikators (101, 102) eines diagnostischen Ultraschallsystems (300) mit den Schritten:

• - Erfassen einer Bewegung des Applikators (101, 102) und Er­ zeugen eines Signals in Abhängigkeit der Bewegung,
• - Erfassen des Signals und
• - Aktivieren des Applikators (101, 102) in Abhängigkeit des Signals.