CH691569A5

CH691569A5 - Medizinisches Therapie- und/oder Diagnosegerät mit sterilisierbarem Positionserfassungsaufsetzteil.

Info

Publication number: CH691569A5
Application number: CH01917/96A
Authority: CH
Inventors: Joachim Luber; Arvids Mackevics; Ulrich Lemcke
Original assignee: Zeiss Carl
Priority date: 1995-10-12
Filing date: 1996-08-05
Publication date: 2001-08-31
Also published as: US5891020A; DE19640993A1; SE513530C2; SE9603334D0; SE9603334L; JPH09108238A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein medizinisches Therapie- und/oder Diagnosegerät mit einer dessen jeweilige Position und Lage erfassenden Anordnung, welche eine erste Erfassungseinheit am Therapie- und/oder Diagnosegerät und eine durch eine Signalstrecke von der ersten Erfassungseinheit getrennt anzuordnende, orts- und lagefeste, zweite Erfassungseinheit umfasst.

Ein derartiges Therapie- und/oder Diagnosegerät ist z.B. aus der US 5 408 409 bekannt. Diese Druckschrift zeigt als erste Erfassungseinheit eine LED-Anordnung an dem als chirurgisches Schneidwerkzeug ausgebildeten Therapiegerät und in Abstand davon eine orts- und lagefeste Kameraanordnung als zweite Erfassungseinheit.

In der Medizin ist die Vermeidung einer Infektion von grosser Bedeutung. Deshalb müssen medizinische Therapie- und/oder Diagnosegeräte sterilisierbar sein. So ist das aus der US 5 408 409 bekannte Therapiegerät zusammen mit der an ihm fest angebrachten ersten Erfassungseinheit während einer Operation von einer sterilen Hülle umgeben. Dies gewährleistet für die zumeist keine einheitliche, glatte Oberfläche aufweisenden medizinischen Therapie- und/oder Diagnosegeräte eine wirksame und zuverlässige Sterilisierung, welche z.B. durch blosses Besprühen mit einer Sterilisierungslösung nur schwer zu erreichen ist.

Andererseits aber kann das Einhüllen der ersten Erfassungseinheit im Hinblick auf möglichst ungestörte Signalwege zwischen der ersten und der zweiten Erfassungseinheit zu Problemen der Zuverlässigkeit und Genauigkeit bei der Positions- und Lageerfassung führen, da eine Sterilisierungshülle die Signalübermittlung zwischen erster und zweiter Erfassungseinheit stören kann.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, bei einem gattungsgemässen Therapie- und/oder Diagnosegerät sowohl eine hochwirksame Sterilisierung als auch eine zuverlässige und genaue Erfassung seiner Position und Lage zu ermöglichen.

Einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung gemäss wird diese Aufgabe durch die Merkmale in Anspruch 1 gelöst.

Denn durch die Ausbildung der ersten Erfassungseinheit als betriebsmässig lösbares Aufsetzteil kann die erste Erfassungseinheit ohne umständliche Demontagearbeiten von dem medizinischen Therapie- und/oder Diagnosegerät abgenommen werden. Das Therapie- und/oder Diagnosegerät wird dann zur Vorbereitung auf seinen Einsatz durch Überstülpen einer Sterilisierungshülle in der gewohnten Weise wirksam und schnell sterilisiert. Parallel dazu wird das im Vergleich mit dem Therapie- und/oder Diagnosegerät geringe Abmessungen aufweisende und ohne weiteres als kompakte Einheit ausführbare Aufsetzteil sterilisiert, z.B. durch Besprühen mit einer Sterilisierungslösung. Da sich das gesonderte Aufsetzteil wesentlich einfacher sterilisieren lässt als das medizinische Therapie- und/oder Diagnosegerät, kann auf seine Einhüllung verzichtet werden.

Schliesslich wird dann das sterilisierte Aufsetzteil mittels der am Therapie- und/oder Diagnosegerät ausgebildeten Ankopplungseinrichtung oberhalb der Sterilisierungshülle in seine Betriebsstellung gebracht.

Durch das Ankoppeln der sterilisierten ersten Erfassungseinheit an das mittels der Sterilisierungshülle sterilisierte Therapie- und/oder Diagnosegerät wird somit sowohl eine hohe Sterilität gewährleistet als auch eine von der Sterilisierungshülle unbehinderte Positions- und Lageerfassung ermöglicht.

Wenn die Ankopplungseinrichtung und das Aufsetzteil in wechselseitigen Eingriff bringbare Festlegungsmittel aufweisen, durch welche eine definierte Lagebeziehung zwischen Aufsetzteil und medizinischem Therapie- und/oder Diagnosegerät herstellbar ist, kann auf eine Neuvermessung dieser Lagebeziehung bei erneuter Abnahme, Sterilisierung und Wiederanbringung des Aufsetzteils verzichtet werden. Derartige Festlegungsmittel können z.B. von am Aufsetzteil ausgebildeten Passstiften und diesen zugeordneten Passstiftausnehmungen der Ankopplungseinrichtung und von einer Schraubverbindung zwischen Aufsetzteil und Ankopplungseinrichtung gebildet sein.

In vorteilhafter Weise umfasst die als Aufsetzteil ausgebildete erste Erfassungseinheit eine Sendeeinrichtung mit mindestens drei räumlich verteilt angeordneten Sendeelementen, z.B. LEDs, und die Ankopplungseinrichtung Steuerungsanschlüsse für diese Sendeelemente. Denn dadurch können die bekannten Positions- und Lageerfassungsanordnungen mit sequentiell angesteuerten Sendeelementen und mit diesen in entsprechender, sequentieller Weise erfassenden Zeilenkameras verwendet werden.

Wenn das Aufsetzteil eine der Oberflächenkontur des Therapie- und/oder Diagnosegeräts entsprechende Kontur aufweist, auf deren konvexer Aussenseite mehr als drei Sendeelemente möglichst weit voneinander entfernt angeordnet sind, so führt dies zu einem Aufsetzteil, welches sich an das Therapie- und/oder Diagnosegerät im Wesentlichen anschmiegt und dadurch die Handhabung des Therapie- und/oder Diagnosegeräts nicht behindert. Daneben ist die Vermeidung von Kanten und Verwinklungen auf der Aussenseite des Aufsetzteils auch hinsichtlich der Sterilisierbarkeit und hinsichtlich der Positions- und Lageerfassung von Vorteil.

Denn auf diese Weise werden die bei grösseren Bewegungen des Therapie- und/oder Diagnosegeräts möglichen, plötzlichen Abschattungen von Sendeelementen vermindert, welche durch sich in die jeweiligen Signalstrecken zwischen den einzelnen Sendeelementen und der zweiten Erfassungseinheit bewegende Kanten bewirkt werden. Zur Vergrösserung des Bewegungsbereichs des Therapie- und/oder Diagnosegeräts trägt auch das Bereitstellen von mehr als drei, vorzugsweise zwölf Sendeelementen bei, wobei aus diesen auf der Basis bekannter Abstände der Sendelemente voneinander die geeignetsten Sendeelemente ausgewählt bzw. die ggf. zu ungenauen Positions- und Lagewerten führenden Sendeelemente ausgesondert werden können.

Besonders vorteilhaft ist die Verwendung dieser Erfindung bei einem Operationsmikroskop, welches einer der ersten und der zweiten Erfassungseinrichtung zugeordneten Auswerteeinrichtung Fokusparameter-Daten zuführt. Dadurch kann die zur Erfassung der jeweiligen Fokuspositionen und der jeweiligen Lage der optischen Achse des Operationsmikroskops vorgesehene, als Aufsetzteil ausgebildete erste Erfassungseinrichtung am Operationsmikroskop in einem vom Patienten relativ entfernten, bezüglich der Sterilisierung nicht so problematischen Bereich angebracht werden. Dabei ist es sogar möglich, das Aufsetzteil vom Patienten aus gesehen, jenseits einer Operationsmikroskop-Bewegungsachse anzubringen, wenn durch geeignete, der Bewegungsachse zugeordnete Sensoren eine definierte Lagebeziehung zwischen dem Aufsetzteil und dem Operationsmikroskop stets herstellbar ist.

Durch eine derartige Massnahme kann das Aufsetzteil bzw. die erste Erfassungseinheit auch bei beträchtlichen Lage- und Positionsänderungen des Operationsmikroskops im Erfassungsbereich der zweiten Erfassungseinheit bleiben.

Einem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung entsprechend wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe auch durch ein gattungsgemässes Therapie- und/oder Diagnosegerät gelöst, bei welchem die erste Erfassungseinheit eine konvexe Aussenfläche und einen Spannelement-Festlegungsrand aufweist. Denn dadurch kann eine das Therapie- und/oder Diagnosegerät umgebende, beispielsweise zum Knittern und zu mehrfachen Überdeckungen neigende Sterilisierungshülle mittels eines Spannelements über der ersten Erfassungseinheit straff und somit in einer die Signalwege zur zweiten Erfassungseinheit möglichst wenig behindernden Weise angebracht werden.

Die folgende, sich auf die beigefügten Zeichnungen beziehende Beschreibung von Ausführungsbeispielen dient dem Verständnis der Erfindung.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Operationsmikroskops als eine Ausführungsform gemäss dem ersten Gesichtspunkt der Erfindung;
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Operationsmikroskopes von Fig. 1 mit einer von diesem gelösten ersten Erfassungseinheit;
Fig. 3 eine Ansicht des Operationsmikroskopes von Fig. 2 aus Richtung des Pfeils III von Fig. 2 gesehen;
Fig. 4 einen schematischen Querschnitt entlang der Linie IV-IV von Fig. 2; und
Fig. 5 eine perspektivische Darstellung einer den zweiten Gesichtspunkt der Erfindung erläuternden Ausführungsform.

Das in Fig. 1 schematisch dargestellte medizinische Therapie- und/oder Diagnosegerät 1 ist ein Operationsmikroskop, welches mittels eines gelenkigen Stativs 3 verschieb- und verschwenkbar ist. Zur Erfassung der jeweiligen Lage des Operationsmikroskops 1 ist eine Positions- und Lageerfassungsanordnung mit einer ersten Erfassungseinheit 5 am Operationsmikroskop 1 und einer orts- und lagefesten zweiten Erfassungseinheit 7 vorgesehen. Die erste Erfassungseinheit 5 und die zweite Erfassungseinheit 7 sind über schematisch angedeutete Leitungen 6 mit einer Positions- und Lage-Auswerteeinheit 8 verbunden.

Da die der Erfindungsgattung zugrunde liegende Positions- und Lageerfassung auf einer direkten Signalübermittlung, z.B. durch Licht oder Ultraschall, zwischen der ersten Erfassungseinheit 5 und der zweiten Erfassungseinheit 7 beruht, ist die in dieser Ausführungsform als Anordnung dreier Zeilenkameras 9, 11, 13 ausgebildete zweite Erfassungseinheit 7 möglichst derart anzuordnen, dass die Signalstrecke zu der als Sendeeinrichtung ausgebildeten ersten Erfassungseinheit 5 frei von Hindernissen ist.

In Fig. 2 sind die erfindungsgemäss als betriebsmässig lösbares Aufsetzteil 5 ausgebildete erste Erfassungseinheit und das Operationsmikroskop 1 in ihrem voneinander getrennten Zustand dargestellt. Das bereits zur Operation vorbereitete Operationsmikroskop 1 ist dabei von einer schematisch angedeuteten Sterilisierungshülle 15 umgeben.

Eine dem Aufsetzteil 5 zugeordnete Ankopplungseinrichtung 17 am Operationsmikroskop 1 ist in Fig. 3 zu sehen, welche den zur Anbringung des Aufsetzteils 5 bestimmten Bereich 19 des Operationsmikroskops 1 in perspektivischer Darstellung gesehen in Richtung des Pfeils III von Fig. 2 zeigt.

In Fig. 2 sind an der dem Operationsmikroskop 1 zugewandten Innenseite des Aufsetzteiles 5 Passstifte 21 und 23 zu sehen, welche beim Aufsetzen des Aufsetzteils 5 auf das Operationsmikroskop 1 die Sterilisierungshülle 15 durchstossen und in Passstiftausnehmungen 25 und 27 (Fig. 3) der Ankopplungseinrichtung 17 eingreifen. Auf der Innenseite des Aufsetzteils 5 ist ferner eine Steckkontakt-Vorrichtung 29 vorgesehen, welche durch Eingriff in eine Steckkontakt-Aufnahmevorrichtung 31 (Fig. 3) der Ankopplungseinrichtung 17 eine Steuerungsleitung für als LEDs ausgebildete Sendeelemente 33 herstellt. Die Sendeelemente 33 sind auf der zur zweiten Erfassungseinheit 7 hin gewandten Aussenseite des Aufsetzteils 5 angeordnet.

Zur Herstellung einer definierten Lagebeziehung zwischen Aufsetzteil 5 und Operationsmikroskop 1 trägt ferner eine Rändelschraube 35 bei, welche durch ein Gewindedurchgangsloch 37 des Aufsetzteils 5 in ein Gewindeloch 39 (Fig. 3) der Ankopplungseinrichtung 17 einschraubbar ist.

In Fig. 4 ist der Abschnitt 19 des Operationsmikroskops mit dem über der Sterilisierungshülle 15 angebrachten Aufsetzteil 5 schematisch im Querschnitt dargestellt.

In Fig. 5 ist eine Ausführungsform gemäss dem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung dargestellt. Dabei weisen den Bauteilen in den Fig. 1-4 entsprechende Bauteile die entsprechenden Bezugszeichen erhöht um die Zahl 100 auf.

Dem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung entsprechend, weist die erste Erfassungseinheit 105 einen Spannelement-Festlegungsrand 106 auf, welcher durch einen Absatz zwischen der ersten Erfassungseinheit 105 und dem diese umgebenden Bereich des Operationsmikroskops 101 gebildet ist. Der Spannelement-Festlegungsrand kann aber z.B. auch von einer umlaufenden Hinterschneidung am Rand der ersten Erfassungseinheit 105 gebildet sein. Dem Umfangsabsatz 106 ist ein ohne Schwierigkeiten sterilisierbares Spannelement 108 zugeordnet, z.B. ein der Umfangskontur der ersten Erfassungseinheit 105 nachgebildeter Spannrahmen 108 oder auch ein gummielastischer O-Ring. Der Spannrahmen 108 kann durch Klemmsitz über einer Sterilisierungshülle an der ersten Erfassungseinheit 105 angeordnet werden.

Dadurch kann eine über das die erste Erfassungseinheit 105 mitumfassende Operationsmikroskop 101 gestülpte Sterilisierungshülle im Bereich der Erfassungseinheit 105 falten- und überlappfrei straffgezogen werden und durch Fixierung des Spannelements 108 an dem Spannelement-Festlegungsrand 106 dauerhaft und zuverlässig straffgehalten werden. Auf diese Weise wird die Behinderung der Signalstrecke zwischen den Sendeelementen 133 und der zweiten Erfassungseinheit möglichst klein gehalten.

Claims

1. Therapie- und/oder Diagnosegerät (1) mit einer dessen jeweilige Position- und Lage erfassenden Anordnung (5, 7), welche eine erste Erfassungseinheit (5) am Therapie- und/oder Diagnosegerät (1) und eine durch eine Signalstrecke von der ersten Erfassungseinheit (5) getrennt anzuordnende, orts- und lagefeste, zweite Erfassungseinheit (7) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Erfassungseinheit (5) als betriebsmässig lösbares Aufsetzteil ausgebildet ist und das Therapie- und/oder Diagnosegerät (1) eine Ankopplungseinrichtung (17) für eine Anbringung des Aufsetzteils (5) über einer das Therapie- und/oder Diagnosegerät (1) umgebenden Sterilisierungshülle (15) aufweist.

2.

Therapie- und/oder Diagnosegerät (1) mit einer dessen jeweilige Position- und Lage erfassenden Anordnung (5, 7) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankopplungseinrichtung (17) und das Aufsetzteil (5) in wechselseitigen Eingriff bringbare Festlegungsmittel (21, 23, 25, 27, 35, 37, 39) aufweisen, durch welche eine definierte Lagebeziehung zwischen Aufsetzteil (5) und Therapie- und/oder Diagnosegerät (1) herstellbar ist.

3.

Therapie- und/oder Diagnosegerät (1) mit einer dessen jeweilige Position- und Lage erfassenden Anordnung (5, 7) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Festlegungsmittel an der der Ankopplungseinrichtung (17) zugeordneten Seite des Aufsetzteils (5) Passstifte (21, 23) und diese aufnehmende Passstiftausnehmungen (25, 27) an der Ankopplungseinrichtung (17) und eine Schraubverbindung (35, 37, 39) zwischen Aufsetzteil (5) und Ankopplungseinrichtung (17) umfassen.

4. Therapie- und/oder Diagnosegerät mit einer dessen jeweilige Position- und Lage erfassenden Anordnung (5, 7) nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufsetzteil (5) eine Sendeeinrichtung mit mindestens drei räumlich verteilt angeordneten Sendeelementen (33) umfasst und die Ankopplungseinrichtung (17) Steuerungsanschlüsse (31) für die Sendeelemente umfasst.

5.

Therapie- und/oder Diagnosegerät mit einer dessen jeweilige Position- und Lage erfassenden Anordnung (5, 7) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufsetzteil (5) eine der Oberflächenkontur des Therapie- und/oder Diagnosegeräts (1) entsprechende Kontur aufweist, auf deren konvexer, zu der zweiten Erfassungseinheit hin auszurichtender Aussenseite mehr als drei Sendeelemente (33) angeordnet sind.

6. Therapie- und/oder Diagnosegerät mit einer dessen jeweilige Position- und Lage erfassenden Anordnung (5, 7) nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass das Therapie- und/oder Diagnosegerät ein Operationsmikroskop (1) ist, welches einer der ersten und der zweiten Erfassungseinrichtung (5, 7) zugeordneten Auswerteeinheit (8) Fokusparameterdaten liefert.

7.

Therapie- und/oder Diagnosegerät (101) mit einer dessen jeweilige Position- und Lage erfassenden Anordnung (105, 107), welche eine erste Erfassungseinheit (105) am Therapie- und/oder Diagnosegerät (101) und eine durch eine Signalstrecke von der ersten Erfassungseinheit (105) getrennt anzuordnende, orts- und lagefeste, zweite Erfassungseinheit (107) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Erfassungseinheit (105) eine zu der zweiten Erfassungseinheit hin auszurichtende, konvexe Aussenfläche und einen Spannelement-Festlegungsrand (106) aufweist.

8.

Therapie- und/oder Diagnosegerät nach Anspruch 1 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Erfassungseinheit bezüglich einer Bewegungsachse des Therapie- und/oder Diagnosegeräts von diesem entkoppelt ist, wobei eine der Bewegungsachse zugeordnete Sensoreinheit eine definierte Positions- und Lagebeziehung zwischen dem Therapie- und/oder Diagnosegerät und der ersten Erfassungseinheit sicherstellt.

9.

Positions- und Lageerfassungsanordnung (5, 7) für ein bewegliches Therapie- und/oder Diagnosegerät (1) mit einer ersten Erfassungseinheit (5) und einer durch eine Signalstrecke von der ersten Erfassungseinheit (5) getrennt anzuordnenden, orts- und lagefesten, zweiten Erfassungseinheit, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Erfassungseinheit (5) der Positions- und Lageerfassungsanordnung (5, 7) als betriebsmässig lösbares Aufsetzteil ausgebildet ist, das an einer Ankoppelungsvorrichtung (17) des Therapie- und/oder Diagnosegerätes (1) anbringbar ist, die für eine Anbringung des Aufsetzteils (5) über einer das Therapie- und/oder Diagnosegerät (1) umgebenden Sterilisierungshülle (15) ausgebildet ist.

10.

Positions- und Lageerfassungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufsetzteil (5) Festlegungsmittel (21, 23, 35, 37) aufweist, die mit Festlegungsmitteln (25, 27, 39) der Ankoppelungsvorrichtung (17) wechselseitig derart in Eingriff bringbar sind, dass eine definierte Lagebeziehung zwischen Aufsetzteil (5) und Therapie- und/oder Diagnosegerät (1) herstellbar ist.

11. Positions- und Lageerfassungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Festlegungsmittel des Aufsetzteils Passstifte (21, 23), die an der der Ankoppelungsvorrichtung (17) zugeordneten Seite des Aufsetzteils (5) angebracht sind, und eine Schraube umfassen.

12.

Positions- und Lageerfassungsanordnung nach einem der Ansprüche 9-11, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufsetzteil (5) eine Sendeeinrichtung mit mindestens drei räumlich verteilt angeordneten Sendeelementen (33) umfasst, die mit Steuerungsanschlüssen in der Ankoppelungsvorrichtung (17) zusammenwirken.

13. Positions- und Lageerfassungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufsetzteil (5) eine der Oberflächenkontur des Therapie- und/oder Diagnosegeräts (1) entsprechende Kontur aufweist, auf deren konvexer, zu der zweiten Erfassungseinheit hin auszurichtenden Aussenseite mehr als drei Sendeelemente (33) angeordnet sind.

14.

Positions- und Lageerfassungsanordnung nach einem der Ansprüche 9-13, dadurch gekennzeichnet, dass die Positions- und Lageerfassungsanordnung für ein Operationsmikroskop (1) vorgesehen ist, wobei die der ersten und der zweiten Erfassungseinrichtung (5, 7) zugeordnete Auswerteeinheit (8) Fokusparameterdaten vom Operationsmikroskop empfangen kann.