Personenschutz durch optische Raumerfassung

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1 Personenschutz durch optische Raumerfassung Für gefährliche Arbeitsumgebungen im klinischen Alltag wie Strahlenschutzbereiche in der Radiologie muss sichergestellt werden, dass das Bedien- und Wartungspersonal radiologischer Einrichtungen keiner unnötigen Strahlenexposition ausgesetzt wird. Für die Akzeptanz eines Sicherheitssystems ist es wichtig, dass der Arbeitsablauf des medizinischen Personals so wenig wie möglich beeinflusst wird. Mit dem Raumüberwachungssystem Per-Mon wird sichergestellt, dass das Bedienpersonal sich nicht während des Betriebs einer Strahlenquelle bzw. Einrichtung zur Erzeugung ionisierender Strahlung in strahlenschutzrelevanten Bereichen (Bestrahlungsraum, Labyrinth) befindet. Der sicherheitskritische Bereich wird mit mehreren optischen Sensoren lückenlos erfasst. Eine Kennzeichnung der Personen und Objekte ist nicht notwendig. Durch Kopplung mit der Gebäudetechnik werden Gefahrensituationen automatisch verhindert. Eine Benutzerinteraktion mit dem System während des normalen Betriebs ist nicht notwendig. Erkannt werden die Anzahl der Personen, deren Ort im Raum und ihre Körperhaltung. Technologie Vorteile Das System besteht je nach Raumgeometrie aus Ständige Überwachung des gesamten Bestrahlungssystems mehreren Stereokamerasensoren. Die Position von Personen und Objekten im Raum wird dreidimensional läuft völlig im Hintergrund ermittelt. Die Datenauswertung erfolgt sofort auf einem Das System benötigt keine weiteren Hilfsmittel zentralen Microcontroller, d. h. es werden keine Kamerabilder aufgezeichnet. Auf Wunsch lassen sich die Kamerabilder auch auf Beobachtungsmonitoren darstellen. Über entsprechende Schnittstellen können andere Sensortypen integriert und eine Kommunikation mit der Gebäudetechnik realisiert werden. Das System ist zu jeder Zeit (nachträglich) mit geringem Aufwand installierbar Das System ist wartungsfrei Sehr zuverlässige Erkennung und Lokalisierung der Personen Intuitive Bedienung der Steuerungs- und Visualisierungssoftware

2 Systembeschreibung Das PerMon-System ist ein Multisensorsystem, bei dem mehrere Sensoren des Typs SVP1 - IE mit einer zentralen Recheneinheit verknüpft werden. Die Position und Ausrichtung der einzelnen Sensoren werden so optimiert, dass eine vollständige Erfassung des Bestrahlungsraums stattfindet. An die zentrale Recheneinheit werden von jedem Sensor alle für die weitere Auswertung notwendigen Erkennungsdaten übermittelt. Das sind Größe, Ausrichtung, Lage und Position der erkannten Personen. Eine intelligente Software wertet diese Informationen aus und kombiniert sie zu einem optimalen Erkennungsergebnis. Diese Software ermöglicht zusätzlich die Visualisierung der Sensorbilder und verfügt über unterschiedliche Funktionalitäten, mit denen das System intuitiv bedient werden kann. Bei einer erkannten Person innerhalb des Überwachungsbereiches wird durch das System direkt der Sicherheitskreis der Bestrahlungsanlage unterbrochen und dadurch ein Zuschalten der Strahlung sicher verhindert. Eine auf dem Bestrahlungstisch liegende Person wird automatisch als Patient erkannt.

3 Systemkomponenten Sensoren des Typs SVP1 - IE Auswertung der betrachteten Szene, Detektion von Objekten, Berechnung der Position und Ausrichtung der Objekte Zentralrechner Zusammenführen der Daten der Einzelsensoren, Berechnung der Position im überwachten Bereich, Ausgabe der Warnungen über Systemschnittstellen Anzeigeeinheit Touchscreen erleichtert die Bedienung für das Personal, ständiger Überblick über alle Sensoren, Anzeige der erkannten Objekte, Steuerung der Software Schaltschrank Beinhaltet die Kabeltechnik, das Netzteil, den Ethernet Switch (2x), die Relais-Logik, den Sicherheitsschalter sowie die Galvanische Trennung des PerMon Systems von der Elektronik der Bestrahlungseinrichtung Option Optional können schwenkbare und mit optischem Zoom ausgestattete Kameras zur Patientenüberwachung in das System integriert werden.

4 Sensorbeschreibung Der Smart Sensor SVP1 - IE verfügt über alle Komponenten, mit denen eine genaue und zugleich effiziente Erfassung des zu überwachenden Raums möglich wird. Mit Hilfe von zwei integrierten Kameras und dem zugehörigen Verarbeitungsmodul werden alle Objekte im Erfassungsbereich des Sensors erkannt und dreidimensional vermessen. Eine detaillierte Form- und Positionsbeschreibung dieser Objekte kann über die im Sensor enthaltenen Schnittstellen mit verschiedenen Formaten an eine zentrale Recheneinheit übermittelt werden. Der Sensor kann mit unterschiedlichen Algorithmen betrieben werden und ist für den vielfältigen Einsatz gut geeignet. Eine Erweiterung des Funktionsumfangs und die Anpassung auf neue Anwendungsfälle ist mit geringem Aufwand realisierbar. Smart-Sensor IE30T/OD: Optisches System mit zwei CMOS Kameras Dreidimensionale Vermessung der betrachteten Szene Integrierte Verarbeitung der Bilddaten Schnittstellen: - Ethernet, RS232, RS485, CAN, IBIS Eingangsspannung: 9-36 V Kompakte Abmessungen, neutrales Design

5 Bedienoberfläche Mit der Bedien- und Auswertesoftware MRO-1000 wird das Gesamtsystem überwacht und gesteuert. Die Daten der einzelnen Sensoren werden zu einem optimalen Endergebnis kombiniert. Dabei kommen speziell für diese Anwendung entwickelte Algorithmen der Datenfusion zum Einsatz. Das Ergebnis der Personenerkennung wird mit Hilfe dieser Software grafisch dargestellt. Dazu besteht die Möglichkeit, sowohl die Kamerabilder als auch den Grundriss des überwachten Raums zu verwenden. Die Umschaltung zwischen den verschiedenen Perspektiven und die Bedienung der enthaltenen Funktionalitäten erfolgt intuitiv und ist für die Verwendung im Medizinischen Bereich optimiert. Die Integration von bereits installierten Überwachungskameras und die Darstellung der damit erfassten Bilder ist in der Software vorgesehen. Software zur Datenfusion: Übersichtliche Darstellung der Kamerabilder Umschaltung zwischen einzelnen Sensoren Anordnung der Kamerabilder individuell wählbar Graphische Darstellung der erkannten Personen Anzeige der Warnung Manuelles deaktivieren von Warnungen über Eingabe einer Pin Darstellung der Objektposition im Grundriss Integration von (vorhandenen) Kameras mit Zoom zur Patientenüberwachung möglich Referenzen Universitätsklinikum Leipzig, Klinik für Strahlentherapie und Radioonkologie Partikeltherapiezentrum PTZ Kiel