AT522029B1 - Kamerabewegungssteuerung - Google Patents

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AT522029B1 ATA382/2018A AT3822018A AT522029B1 AT 522029 B1 AT522029 B1 AT 522029B1 AT 3822018 A AT3822018 A AT 3822018A AT 522029 B1 AT522029 B1 AT 522029B1
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Abstract

Kamerabewegungssteuerung (1) für eine Kamera (3) eines Endoskops (10) mit einer Kamerasteuereinheit (21) zur Steuerung der Kamerabewegungen durch eine Bedienperson (15), wobei eine Aktuatoreinheit (22) zum Antrieb der Kamerasteuereinheit (21) vorgesehen ist, und wobei eine Kopfbewegungserfassungseinheit (23) vorgesehen ist, die konfiguriert ist, Kopfbewegungen der Bedienperson zu erfassen und in Ansteuersignale für die Aktuatoreinheit (22) umzuwandeln, sodass die Steuerung der Bewegung der Endoskopkamera (3) durch die Kopfbewegungen der Bedienperson (15) erfolgt, wobei die Aktuatoreinheit (22) an einem Endoskop-Bedien-Ende (4) des Endoskops (3) durch einen Schnellverschluss (81, 82) abnehmbar festlegbar ist.

Description

Beschreibung
[0001] Die Erfindung betrifft eine Kamerabewegungssteuerung für eine Kamera eines Endoskops mit einer Kamerasteuereinheit zur Steuerung der Kamerabewegungen durch eine Bedienperson, wobei eine Aktuatoreinheit zum Antrieb der Kamerasteuereinheit vorgesehen ist, und wobei eine Kopfbewegungserfassungseinheit vorgesehen ist, die konfiguriert ist, Kopfbewegungen der Bedienperson zu erfassen und in Ansteuersignale für die Aktuatoreinheit umzuwandeln, sodass die Steuerung der Bewegung der Endoskopkamera durch die Kopfbewegungen der Bedienperson erfolgt.
[0002] Hauptsächliches Anwendungsgebiet der Erfindung ist die medizinische Endoskopie, es können aber auch andere mechanische Tätigkeiten mit der Erfindung ausgeführt werden, sodass alle nachfolgend für Operateure/Bedienpersonen beschriebenen Tätigkeiten keinerlei Einschränkung der Allgemeinheit der Erfindungsbeschreibung darstellen.
[0003] Endoskope kommen in zahlreichen Bereichen der Technik und Medizin zum Einsatz immer dann, wenn auf engem Raum Präzision gefragt ist. Zur Steuerung professioneller Endoskope wird bislang auf eine Zwei-Hand-Technik gesetzt: Eine Hand steuert das in Verwendung befindliche Werkzeug, die andere Hand steuert die Kamera bzw. deren Position. Die Kamera ist dabei bevorzugt eine Videokamera, die für die Bedienperson bewegte Echtzeitbilder liefert.
[0004] Diese analog aufgebaute Steuerung der Kameraposition wird bis heute über Seilzüge durch ein Drehrad umgesetzt, Eine Steuerung von Endoskopkameras via Datenkabel („drive by wire") ist aufgrund der räumlichen Gegebenheiten nicht praktikabel, da ein Elektromotor an der Endoskopspitze wesentlich mehr Raum benötigt als eine Ansteuerung der Kameraspitze über einen Seilzug.
[0005] Professionelle Endoskope, beispielsweise im medizinischen Bereich, werden in der Regel über zwei Steuerräder am Bedien-Ende des Endoskop bedient - dies bedeutet, dass die Operateure oder Operateurinnen zwei Hände zur Führung des Endoskops, vor und zurück, und zur Bedienung der Endoskopkamera, um Kamerabewegungen auszuführen, benötigen. Für die Bedienung von endoskopischen Werkzeugen, z.B. zur Probenentnahme 0.ä., steht damit keine weitere Hand mehr zur Verfügung.
[0006] Aus der US 2018333046 A1 ist eine Kamerabewegungssteuerung für die Kamera eines Endoskops bekannt. Ein an einer MR (Mixed Reality)-Brille angebrachter Bewegungssensor erfasst Kopfbewegungen des Bedieners, die erfassten Signale werden an die Steuereinheit weitergeleitet, welche Servomotoren für die Bewegung der Kamera ansteuvert.
[0007] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kamerabewegungssteuerung der oben genannten Art anzugeben, die eine Bedienung ohne Hand ermöglicht, sodass neben der „führenden" Hand eine zweite Hand zur freien Verfügung steht. Weitere Aufgabe ist es, eine Kamerasteuerung anzugeben, mit der bestehende Endoskope nachrüstbar sind und die in Notfällen ausschließlich mechanisch betreibbar ist.
[0008] Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die Akuatoreinheit an einem Endoskop-Bedien-Ende des Endoskops durch einen Schnellverschluss abnehmbar festlegbar ist.
[0009] Dadurch kann in Notfällen die Aktuatoreinheit abgenommen werden, woraufhin wieder die manuellen, analogen Steuerräder des Endoskopes zur Verfügung stehen. Im Falle einer Systemstörung ist somit manuelle Steuerbarkeit des Endoskops gegeben. Analoge/herkömmliche Endoskope können dadurch nachgerüstet werden.
[0010] Die erfindungsgemäß vorgesehene Aktuatoreinheit ermöglicht es, den Operateuren die
durch die Kopfbewegungssteuerung freie Hand für andere Tätigkeiten zu verwenden.
- Die Steuerung der Kamera wird von den Kopfbewegungen des Operateurs, die z.B. von Sensoren erfasst werden, übernommen.
- Die Steuersignale werden von einer auf analoge Endoskope aufsetzbaren Aktuatoreinheit aufgenommen und in Bewegungen der Kamera umgesetzt.
[0011] Es ist damit keine händische Steuerung des Endoskopes über Steuerräder notwendig, der Nutzer hat damit eine weitere Hand zur Verfügung.
[0012] Da die erfindungsgemäße Bewegungssteuerung die analoge Kopfbewegung der Bedienperson mechanisch auf das Endoskop umsetzt, können hiermit deutlich komplexere Bewegungen im Rahmen der Verwendung durchgeführt werden. Die Anzahl der im Endoskop betätigten Bewegungsachsen unterliegt keiner Einschränkung. Für den Fall einer Bewegungssteuerung von mehr als zwei Achsen erhöht sich die Anzahl der Steuerzahnräder jeweils um ein Steuerzahnrad pro Bewegungsachse.
[0013] In weiterer Ausbildung der Erfindung kann die Kopfbewegungserfassungseinheit mit einer Mixed-Reality (MR)-Brille gekoppelt sein, und die Kopfbewegungserfassungseinheit konfiguriert sein, von der MR-Brille ausgegebene Richtungs- und Positionsdaten in Ansteuersignale für die Aktuatoreinheit umzuwandeln. Als MR-Brille kann jede handelsübliche MR-Brille verwendet werden, welche die erforderlichen Richtungs- und Positionsdaten liefern kann.
[0014] Die Bewegungskontrolle der Kameraspitze des Endoskops wird somit durch die Bewegung der MR-Brille am Kopf des Operateurs/Bedienperson durchgeführt. Dazu werden die Kopfbewegungen der Bedienperson durch eine MR-Brille übernommen bzw. aufgezeichnet, diese wiederum werden von einer auf analoge Endoskope aufsetzbaren Aktuatoreinheit aufgenommen und in Bewegungen der Kamera umgesetzt.
[0015] Eine weitere Ausführungsform der Erfindung kann darin bestehen, dass von der Endoskopkamera ausgegebene Bildsignale durch die Anzeigeeinheit der MR-Brille als Bild, vorzugsweise (aber nicht zwingend) als 3D-Bild angezeigt werden. Auf diese Weise kann die Bewegungssteuerung der Kamera mit Hilfe der Kopfbewegungen der Bedienperson zugleich mit der Anzeige eines bewegten 3D-Bildes der Kamera aus der Richtung, in welche die Kamera durch die Kopfbewegung gesteuert wird, kombiniert werden. Damit wird eine natürliche Sichtweise für die Bedienperson erzeugt, die z.B. während des chirurgischen Eingriffes mit der MR-Brille genau in jene Richtung schaut, in welche die Kamera geschwenkt werden soll, wodurch eine intuitive Kamerasteuerung ermöglicht wird.
[0016] Weiters kann die Aktuatoreinheit zumindest einen Elektromotor mit einer Antriebswelle umfassen, über welche Steuerzahnräder antreibbar sind, welche zur Bewegungssteuerung mit der Endoskopkamera geeignet sind.
[0017] Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Endoskop-Bedien-Ende zwei Steuerräder zur Steuerung der Kameraposition aufweisen.
[0018] Um eine leichte Abnehmbarkeit der Aktuatoreinheit zu ermöglichen, kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Aktuatoreinheit auf das Endoskop-Bedien-Ende aufsetzbar und durch einen Schnellverschluss mit dem Endoskop-Bedien-Ende verbindbar sein, wobei durch den Aufsetzvorgang die in der Aktuatoreinheit vorgesehenen Steuerzahnräder mit den Steuerrädern in Eingriff bringbar sind.
[0019] Zur Erzielung einer verlässlichen und ruckfreien Drehmomentübertragung auf die Steuerräder können in weiterer Ausbildung der Erfindung die Steuerzahnräder jeweils ein zentrales Loch aufweisen, dessen Konturen an die Außenkonturen der Steuerräder angepasst ist, sodass beim Aufsetzen der Aktuatoreinheit auf das Endoskop-Bedien-Ende die Steuerräder über die Steuerzahnräder geschoben werden und auf diese Weise koaxial miteinander in Eingriff bringbar sind.
[0020] Die Bewegungssteuerung durch die Aktuatoreinheit kann gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung vorteilhaft ausgeführt sein, indem die Steuerzahnräder mit Übersetzungszahnrädern in kämmendem Eingriff sind, die auf Antriebswellen des ersten und des zweiten Motors angebracht sind.
[0021] Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele eingehend erläutert. Es zeigt dabei
[0022] Fig.1 und 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemä-
ßen Kamerabewegungssteuerung in einer seitlichen Schrägansicht und in einer Draufsicht;
[0023] Fig.3 ein Übersichtsschema der erfindungsgemäßen Kamerabewegungssteuerung gemäß Fig. 1 und 2;
[0024] Fig.4 und 5 eine Explosionsdarstellung und eine Schrägansicht einer halb offenen Aktuatoreinheit der erfindungsgemäßen Kamerabewegungssteuerung gemäß Fig.1, 2 und 3;
[0025] Fig.6 und 7 eine vergrößerte Ansicht von hinten und eine Draufsicht auf die Aktuatoreinheit in geschlossenem Zustand des Gehäuses;
[0026] Fig.8 und 9 eine Seitenansicht und eine Rückansicht der halb offenen Aktuatoreinheit gemäß Fig. 4 und 5 und
[0027] Fig.10 ein Endoskop mit einer aufgesetzten Aktuatoreinheit gemäß Fig.4 bis 9.
[0028] Fig.1 und Fig.2 zeigen ein Endoskop 10 mit einem Endoskopschlauch 2, der an seinem distalen Ende eine Kamera 3, die vorzugsweise durch eine Videokamera gebildet ist, und an seinem proximalen Bedien-Ende 4 eine Kamerabewegungssteuerung 1 aufweist. Das distale Ende des Endoskopschlauchs 2 ist über (nicht dargestellte) innere Seilzüge steuerbar und kann, wie durch die Pfeile angedeutet, auf und ab sowie nach links und nach rechts verschwenkt werden. Die Anzahl und Lage der vorgesehenen Schwenkachsen kann im Rahmen der Erfindung variieren. Im Bedien-Ende 4 des Endoskopschlauchs 2 ist eine Mechanik vorgesehen, die über Steuerräder 19, 20 (Fig.3) auf die Seilzüge einwirkt und die Bewegung der Kamera 3 durch eine Bedienperson 15, z.B. einen Operateur, ermöglicht, indem die Steuerräder 19, 20 in an sich bekannter Weise mit der Hand gedreht werden. In Fig.1 und 2 sind über Pfeile die Bewegungswinkelbereiche für die Kamera angedeutet, nämlich auf-ab und Rechts-Links jeweils +-180°. Auch dieser Bewegungswinkelbereich kann nach Bedarf anders gestaltet sein.
[0029] Fig.3 zeigt den schematischen Aufbau der Kamerabewegungssteuerung 1 für die Endoskop-Kamera 3 mit einer am Bedien-Ende 4 angeordneten Steuereinheit 21 zur Steuerung der Kamerabewegungen durch die Bedienperson.
[0030] Um die Steuerung der Kamerabewegungen ohne Einsatz einer Hand auszuführen ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine Aktuatoreinheit 22 zum Antrieb der Kamerasteuereinheit 21 vorgesehen ist, die in Fig.3 in einer Seitenansicht, einer Explosionsansicht und einer Ansicht von unten gezeigt ist, und zwar in einem Zustand, in dem die Aktuatoreinheit 22 von der Kamerasteuereinheit 21 getrennt ist.
[0031] Weiters ist eine Kopfbewegungserfassungseinheit 23 vorgesehen, die konfiguriert ist, Kopfbewegungen der Bedienperson 15 zu erfassen und in Ansteuersignale für die Aktuatoreinheit 22 umzuwandeln, sodass die Steuerung der Bewegung der Endoskopkamera 3 durch die Kopfbewegungen der Bedienperson 15 erfolgt.
[0032] Die Kopfbewegungserfassungseinheit 23 ist mit einer Mixed-Reality (MR)-Brille 11 gekoppelt, wobei die Kopfbewegungserfassungseinheit 23 konfiguriert ist, von der MR-Brille 11 ausgegebene Richtungs- und Positionsdaten in Ansteuersignale für die Aktuatoreinheit 22 umzuwandeln. Die MR-Brille 11 nimmt somit Kopfbewegungen auf und liefert plattformspezifische MRParameter.
[0033] Die Kommunikationsverbindungen für alle verwendeten Komponenten können über Drahtverbindungen oder drahtlose Übertragung erfolgen, wobei entsprechende Kopplungsverfahren anzuwenden sind, die dem Fachmann bekannt sind.
[0034] Beispielhaft sind in Fig.3 für die Umwandlung in Ansteuersignale für die Aktuatoreinheit 22 zwei Recheneinheiten 30, 31, die z.B. durch Mikrocontroller verwirklicht sind, gezeigt, in denen sich Softwareebene 1 und Softwareebene 2 befinden. In Softwareebene 1 erfolgt die Übersetzung der MR-Parameter auf universale Richtungs- und Positionsdaten. In Softwareebene 2 werden die Richtungs- und Positionsdaten in Servo-Positiondaten für die Aktuatoreinheit 22 umge-
wandelt. Die Aktuatoreinheit 22 nimmt die Servo-Positionsdaten von Softwareebene 2 auf und treibt die Steuereinheit 21 entsprechend an, um die aufgrund der Kopfbewegungen zu erzielenden Kamerabewegungen zu erzeugen.
[0035] Die Umwandlung der Kopfbewegungen in Ansteuersignale für die Aktuatoreinheit 22 kann im Rahmen der Erfindung aber auch auf andere, dem Fachmann bekannte Weise erfolgen.
[0036] Die Bewegungskontrolle der Kamera 3 des Endoskops 10 wird somit durch die Bewegung der MR-Brille 11 am Kopf der Bedienperson 15 durchgeführt. Dazu werden die Kopfbewegungen der Bedienperson 15 durch eine MR-Brille 11 erfasst, und diese wiederum werden von der Aktuatoreinheit 22 in eine Bewegung der Steuerräder 19, 20 der Kamerasteuereinheit 21 umgesetzt, um die gewünschte Kamerabewegung zu erzielen.
[0037] Wie aus Fig.1 und 2 ersichtlich sind im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Bewegungsachsen der Endeskopkamera 3 realisiert, es können aber auch nur eine oder mehr als zwei Bewegungsachsen vorgesehen sein. Dabei wird im vorliegenden Fall eine Nickbewegung des Kopfes der Bedienperson um eine gedachte Achse, die im Hals der Bedienperson quer zur Wirbelsäule verläuft, in eine Auf-Ab-Bewegung der Kamera 3 des Endoskops und eine Kopfdrehung im Wesentlichen um die Wirbelsäule in eine Links/Rechts-Bewegung der Kamera 3 umgewandelt. In welcher Weise diese Umwandlung der Kopfbewegungen in Kamerabewegungen erfolgt, in welchem Winkelausmaß, mit welcher Winkelgeschwindigkeit etc. kann je nach Bedarf festgelegt werden.
[0038] Fig.4 bis 6 zeigen die Aktuatoreinheit 22, die zwei Elektromotoren 41, 42 mit zugehörigen Antriebswellen 44, 45 aufweist, über welche Steuerzahnräder 51, 52 antreibbar sind, die mit den Steuerrädern 19, 20 der Endoskopkamera 3 koppelbar sind, die zur Steuerung der Kameraposition vorgesehen sind.
[0039] Weiters ist ein Gehäuseteil 70 gezeigt, der die Komponenten der Aktuatoreinheit 22 lagert oder an dem diese befestigt sind.
[0040] Die Durchmesser der Steuerräder 19, 20 können je nach Bauart variieren. Die aufsetzbare Aktuatoreinheit 22 kann über austauschbare Steuerzahnräder 51, 52 auf die jeweiligen Steuerradgrößen anpassbar sein. Die Elektromotoren 41, 42 sind stufenlos und ruckfrei steuerbar.
[0041] Die Aktuatoreinheit 22 ist auf das Endoskop-Bedien-Ende 4 aufsetzbar und durch einen Schnellverschluss 81, 82 mit dem Endoskop-Bedien-Ende 4 verbindbar ist, wobei durch den Aufsetzvorgang die in der Aktuatoreinheit vorgesehenen Steuerzahnräder 51, 52 mit den zwei Steuerrädern 19, 20 in Eingriff bringbar sind.
[0042] Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Akuatoreinheit 22 an dem Endoskop 10 abnehmbar festgelegt ist. Es kann aber auch die Steuereinheit 21 fest mit der Aktuatoreinheit 22 verbundenen sein.
[0043] Das Gehäuse 70 weist eine Aufnahmevorrichtung 80 für den bandförmigen Schnellverschluss 81, 82 auf, mit dem die Aktuatoreinheit 22 auf das Bedien-Ende 4 gespannt werden kann. Der Schnellverschluss 81, 82 ist notwendig, um im Falle einer Fehlfunktion unmittelbar die manuelle Steuerung des Endoskopes 10 übernehmen zu können.
[0044] Wird die Aktuatoreinheit 22 am Bedien-Ende 4 auf die Steuereinheit 21 aufgesetzt werden die Steuerräder 19, 20 mit den Steuerzahnrädern 51, 52 gekoppelt, wobei das Steuerzahnrad 51 über einen ersten Motor 41 und das Steuerzahnrad 52 über einen zweiten Motor 42 angetrieben werden.
[0045] Die Steuerzahnräder 51, 52 weisen jeweils ein zentrales Loch 57, 58 auf, dessen Konturen an die Außenkonturen der Steuerräder 51, 52 angepasst ist, sodass beim Aufsetzen der Aktuatoreinheit 22 auf das Endoskop-Bedien-Ende 4 die Steuerzahnräder 51, 52 mit ihren Löchern über die Steuerräder 19, 20 geschoben werden und auf diese Weise koaxial miteinander in Eingriff bringbar sind.
[0046] Durch die formschlüssige Verbindung zwischen Steuerrädern 19, 20 und Steuerzahnrä-
dern 51, 52 kann das von den Motoren aufgebrachte Drehmoment ohne Ruckbewegung auf die Steuerräder 19, 20 übertragen werden.
[0047] Die Steuerzahnräder 19, 20 sind am Außenumfang mit Übersetzungszahnrädern 54, 55 in kämmendem Eingriff, die auf Antriebswellen 43, 44 des ersten und des zweiten Motors angebracht sind. Je nach gewähltem Durchmesser der Steuerzahnräder 19, 20 und der Übersetzungszahnräder 54, 55 kann die Ubersetzung entsprechend eingestellt werden.
[0048] Die Aktuatoreinheit 22 kann so ausgelegt sein, dass die Steuerzahnräder 19, 20 austauschbar und somit auf gängige Steuerradgrößen anpassbar sind.
[0049] Aus Fig.4, 5, 6, 7 und 8 ist ersichtlich, dass im aufgesetzten Zustand der Akutatoreinheit 22 das Steuerzahnrad 52 mit dem Steuerrad 20 gekoppelt ist und dass auf der darüber liegenden Ebene das Steuerzahnrad 51 mit dem Steuerrad 19 in Eingriff gebracht ist.
[0050] Von der gesteuerten Kamera 3 des Endoskops erfolgt eine Bild- /Videoübertragung an die MR-Brille 11, um der Bedienperson eine bildliche Darstellung der von der Kamera 3 aufgenommenen Umgebung im Inneren eines Körpers zu geben.
[0051] Zur Steuerung der Endoskopkamera 3 durch die Aktuatoreinheit 22 ist eine bildliche Darstellung auf einer MR-Vorrichtung hilfreich. Dieser Rückkanal wird unter Verwendung von Standard- Datenübertragungsprotokollen und Standard Anschlüssen hergestellt, wobei eine Latenzzeit von nicht mehr als 1/10s (=100ms) gewährleistet werden soll.
[0052] MR-Brillen projizieren auf 2 transparente Monitore, im Wesentlichen sind das Brillengläser links und rechts, je ein visuelles Signal (Bildsignal der Endoskopkamera 3). Diese Darstellung wird von der Bedienperson als 2D oder 3D Bild vor dem realen Raum wahrgenommen. Die Brille ist durch Sensoren im Raum orientiert und kann somit jegliche Achsenbewegungen ihrer selbst digital ausgeben. Die Transparenz der Monitore ermöglicht es die reale Umgebung wie gewohnt zu erfassen und durch digitale Signale (Bilder) zu bereichern bzw. ergänzen.
[0053] Die Bewegung des Kopfes der Bedienperson wird aufgenommen und in Bewegungsparameter übersetzt.
[0054] Beispielsweise kann über eine Bedienoberfläche eine Auswahl der Steuerparameter der
Aktuatoreinheit 22 getroffen werden:
- Einstellmöglichkeit der Ubersetzungsratios für die Motoren 41, 42: Dabei sind z.B. sechs Positionen zwischen 0,5:1 und 1:5 vorhanden. Durch die geringe Anzahl an Positionen sind einfache „Buttons" als Umsetzung durchaus denkbar.
- Reset: Nullstellung der Endoskopspitze muss bei (plötzlichem) Exit automatisch eingestellt werden.
- Exit: Verlassen der Bedienoberfläche
[0055] Ein hardwarenaher Controller übersetzt die Positionsdaten der Hololens der MR-Brille 11 in Steuerpositionen der Aktuatoreinheit 22. Ausgangssignale sind also Steuerimpulse für die Elektromotoren 41, 42 der Aktuatoreinheit 22. Die zentralen Steuerimpulse werden anhand der aus der Mixed Reality Anwendung gelieferten Positionsdaten in Steuerbewegungen umgewandelt.
[0056] Von großer Wichtigkeit ist dabei die Funktionalität der Achsensteuerung und entsprechende Exit-Bedingungen zur Aussteuerung von ungewollten schnellen Bewegungen. Dies kann wie folgt programmiert sein:
Function input Brille (X_Achse_Bewegung, Y_Achse_Bewegung, Z_Achse_Bewegung)
It X_Achsen_Beschleunigung < Maximal_erlaubte Geschwindigkeit Output _X_Achse = X_Achse_Bewegung * Ratio
Else exit It Y_Achsen_Beschleunigung < Maximal_erlaubte Geschwindigkeit Output _Y_Achse = Y_Achse_Bewegung * Ratio.
Else exit
It Z_ Achsen_Beschleunigung < Maximal_erlaubte Geschwindigkeit Output _Z Achse= Z_achse_Bewegung * Ratio
Else exit

Claims (9)

Patentansprüche
1. Kamerabewegungssteuerung (1) für eine Kamera (3) eines Endoskops (10) mit einer Kamerasteuereinheit (21) zur Steuerung der Kamerabewegungen durch eine Bedienperson (15), wobei eine Aktuatoreinheit (22) zum Antrieb der Kamerasteuereinheit (21) vorgesehen ist, und wobei eine Kopfbewegungserfassungseinheit (23) vorgesehen ist, die konfiguriert ist, Kopfbewegungen der Bedienperson zu erfassen und in Ansteuersignale für die Aktuatoreinheit (22) umzuwandeln, sodass die Steuerung der Bewegung der Endoskopkamera (3) durch die Kopfbewegungen der Bedienperson (15) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Akuatoreinheit (22) an einem Endoskop-Bedien-Ende (4) des Endoskops (3) durch einen Schnellverschluss (81, 82) abnehmbar festlegbar ist.
2. Kamerabewegungssteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfbewegungserfassungseinheit (23) mit einer Mixed-Reality (MR)-Brille (11) gekoppelt ist, und dass die Kopfbewegungserfassungseinheit (23) konfiguriert ist, von der MR-Brille (11) ausgegebene Richtungs- und Positionsdaten in Ansteuersignale für die Aktuatoreinheit (22) umzuwandeln.
3. Kamerabewegungssteuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch, gekennzeichnet, dass von der Endoskopkamera (3) ausgegebene Bildsignale durch die Anzeigeeinheit der MR-Brille als 3D- Bild angezeigt werden.
4. Kamerabewegungssteuerung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoreinheit (22) zumindest einen Elektromotor (41, 42) mit einer Antriebswelle (43, 44) umfasst, über welche Steuerzahnräder (51, 52) antreibbar sind, welche zur Bewegungssteuerung mit der Endoskopkamera (3) geeignet sind.
5. Kamerabewegungssteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Endoskop-Bedien-Ende (4) zwei Steuerräder (19, 20) zur Steuerung der Kameraposition aufweist.
6. Kamerabewegungssteuerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Steuerräder (19, 20) mit den Steuerzahnrädern (51, 52) koppelbar sind, die über einen ersten und einen zweiten Motor (42, 42) antreibbar sind.
7. Kamerabewegungssteuerung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoreinheit (22) auf das Endoskop-Bedien-Ende (4) aufsetzbar und durch den Schnellverschluss (81, 82) mit dem Endoskop-Bedien-Ende (4) verbindbar ist.
8. Kamerabewegungssteuerung nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerzahnräder (51, 52) jeweils ein zentrales Loch (57, 58) aufweisen, dessen Konturen an die Außenkonturen der Steuerräder (19, 20) angepasst ist, sodass beim Aufsetzen der Aktuatoreinheit (22) auf das Endoskop-Bedien-Ende die Steuerzahnräder (51, 52) über die Steuerräder (19, 20) geschoben werden und auf diese Weise koaxial miteinander in Eingriff bringbar sind.
9. Kamerabewegungssteuerung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerzahnräder (51, 52) mit Übersetzungszahnrädern (54, 55) in kämmendem Eingriff sind, die auf Antriebswellen (43, 44) des ersten und des zweiten Motors (41, 42) angebracht sind.
Hierzu 6 Blatt Zeichnungen
ATA382/2018A 2018-12-19 2018-12-19 Kamerabewegungssteuerung AT522029B1 (de)

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