CN111904595A - 定位单元、定位系统以及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于导引医学对象(6)、尤其针的定位单元(1)，包括固定单元(2)，通过所述固定单元能将所述定位单元(1)布置在所述医学对象(6)上。为了实现针对医学对象(6)更好的导引而提供：配设有带有多个指示器件(4)的指示元件(3)，其中，所述指示元件(3)以相对于固定单元(2)的固定姿态布置；和用于检测运动信息的检测单元(5)，其中，所述定位单元(1)设计用于根据所述运动信息控制多个指示器件(4)。

Description

定位单元、定位系统以及方法
技术领域
本发明涉及一种用于导引医学对象、尤其针的定位单元，其中，所述定位单元能布置在所述医学对象上。本发明还涉及一种用于导引医学对象的定位系统和方法。
背景技术
在医学治疗的范围中，通常需要将医学的针有针对性地、即尤其沿准确固定的针路径或者所谓的预先计划的轨迹导入医学目标对象中，尤其是患者或者用于模拟患者的模拟器中。这种模拟器也可以称为人体模型。借助人体模型可以模拟患者或者对患者进行的医学治疗。尤其在患者身体内部，例如在内部器官上治疗时，重要的是针沿针路径或计划的轨迹的精确导引。由此一方面可以确保沿正确路径导引针在组织和骨骼之间穿过，另一方面可以确保相应器官的针对性的治疗。在这种情况下，例如可以借助X光照相术监视针的导入或者刺入过程。在此不利的是随X射线的高负荷。具体而言，通过沿针路径导引医学的针可以确保针瞄准目标地到达目标对象内的目标点。目标点可以是例如在骨骼之间的事先确定的位置，例如在两个椎间盘之间导入的情况，或者是肿瘤。在人体模型的情况下，骨骼和/或肿瘤可以通过人体模型的相应设计模拟。
发明内容
本发明要解决的技术问题是实现针对医学对象、尤其是针的更好的导引。
上述技术问题按照本发明通过独立权利要求解决。带有适宜的改进设计的有利实施方式是从属权利要求的内容。
本发明的第一方面涉及一种用于导引医学对象、尤其针的定位单元，所述定位单元带有固定单元，所述定位单元能通过所述固定单元布置在所述医学对象上。所述定位单元的特征是配设有带有多个指示器件的指示元件(或者说显示元件)，其中，所述指示元件以相对于固定单元的固定姿态布置，所述定位单元还配设有用于检测运动信息的检测单元。在此，定位单元设计为根据运动信息控制多个指示器件。
定位单元能借助固定单元布置在针上。换句话说，固定单元设计为将定位单元布置在医学对象上。例如固定单元设计用于将定位单元摩擦配合和/或形状配合地布置在医学对象上。在此固定单元尤其设计为，实现与医学对象的可拆卸的机械连接。为此，固定单元可以完全或者部分包围医学对象，以便构成机械连接。例如固定单元可以具有容纳部，所述容纳部用于至少部分包围医学对象。固定单元的限位元件可以设置用于医学对象在容纳部中的机械的固定。在具体的例子中，固定单元可以具有夹子机构或者螺纹机构。
通过所述指示元件，多个指示器件尤其具有相对于固定单元和/或相对于定位单元的其余部分的预先规定的姿态。通常指示元件以相对于固定单元的固定的姿态布置。换句话说，固定单元和指示元件作为定位单元的相应部件，相对彼此具有固定的姿态。多个指示器件可以作为指示元件的部件相对于指示元件的其余部分具有相应固定的姿态。例如指示元件具有载体元件，所述载体元件设计用于固持多个指示器件。所述载体元件例如可以盘形地设计。备选地或者额外地，固持元件可以部分地成形为柱体或者空心柱体。
多个指示元件可以是指针、摆臂式指示器或者发光器件。例如定位单元设计用于，根据运动信息控制或者移动多个指针或者摆臂式指示器。在此，多个指针或者摆臂式指示器可以关联地定向或者定位。
检测单元例如可以设计用于通过数据连接接收运动信息。检测单元尤其可以设计用于，接收源自确定单元的运动信息，所述确定单元不是所述定位单元的部件。备选地或者额外地，检测单元可以设计用于接收源自布置在定位单元上的确定单元的运动信息。下文中还会详细阐述确定单元。运动信息例如可以表明，定位单元应当沿哪个方向移动以便到达期望位置。期望位置例如可以与沿用于医学对象的、预先确定的轨迹的位置一致。运动信息尤其表明，沿哪个方向运动定位单元，以便沿预先确定的轨迹导引医学对象。
能根据运动信息控制多个指示器件。定位单元尤其设计用于，根据多个指示器件显示运动信息。在此借助多个指示器件尤其显示，必须沿哪个方向转动或者倾斜或者移动定位单元。
具体而言尤其可以规定，定位单元借助检测单元检测运动信息。所述检测单元例如可以是无线电接收器。运动信息表明，必须沿哪个方向运动定位单元。通过经由多个指示器件显示运动信息就可以像通过运动信息预先规定的那样定位并且尤其沿预先规定的轨迹导引定位单元。
按照改进设计方案规定，多个指示器件分别设计为发光器件，尤其发光二极管。换句话说，定位单元可以具有多个发光器件或者发光二极管作为多个指示器件。在此发光二极管可以特别节省能源地和紧凑地设计，以便可以实现定位单元的紧凑的构造。例如，定位单元设计为根据运动信息控制多个发光器件。定位单元尤其设计用于，根据多个发光器件显示运动信息。在控制或者显示时，可以产生或者发射相应于运动信息的发光图案。
按照改进设计方案规定，多个指示器件被布置为，使得他们位于同一圆周上或者柱体的同一周面上。换句话说，多个指示器件可以全部布置在一个圆周上。尤其在一个圆周上可以布置至少三个，优选正好四个指示器件。备选的是多个指示器件可以布置在多个圆周上。在这种情况中，在每个圆周上优选分别布置多个指示器件的至少三个，尤其正好四个。如果多个圆周分别具有相同的半径并且相对彼此仅具有轴向的移位，则布置在不同的圆周上的指示器件就布置在柱体的同一周面上。多个圆周的相应圆面尤其彼此平行的延伸。总体上通过所述布局实现运动信息的特别有利的显示。
按照一种改进设计方案规定，固定单元设计用于，将定位单元这样布置在医学对象上，使得沿医学对象的主延伸方向延伸的重心线延伸穿过所述圆周的或者周面的中心。换句话说，固定单元设计用于这样将定位单元布置在医学对象上，使得其上布置有多个指示器件的圆周或者周面包围医学对象，尤其医学对象的主延伸方向。在这种包围中，医学对象的重心线延伸穿过圆周或者周面的中心。术语“周面的中心”在此描述的是在柱体的旋转对称轴线上的点。在此要指出的是柱体以及柱体的周面不必是在实体上存在的。换句话说，周面或者柱体可以是假想的几何对象，用于说明多个指示器件的几何形状。通过将多个指示器件围绕医学对象的居中的重心线布置，可以实现定位单元特别直观的导引。
按照一种改进设计方案规定，多个指示器件的共同布置在圆周或者柱体上的两个相邻的指示器件彼此分别具有沿周向均匀的间距。换句话说，多个指示器件的布置在共同的圆周上的指示器件均匀地在圆周上分布。所有布置在圆周上的指示器件以此相对于在同一圆周上的相应相邻的指示器件分别具有同一间距。通过定位单元的这种几何设计可以在导引定位单元时并且以此在导引医学对象时实现进一步的改善。
此外规定，指示元件包括两个尤其圆形的盘片，其分别借助固定单元的相应的部分能相互独立地布置，并且其中，在所有的两个盘片上布置多个指示器件的至少两个、尤其四个。两个盘片尤其通过固定单元能以相对于医学对象的主延伸方向的不同的纵向位置布置在医学对象上。在此，固定单元尤其设计用于，将两个盘片参照医学对象这样布置，使得重心线延伸穿过盘片的相应的中心。在一些实施例中，两个盘片彼此不具有机械的连接。两个盘片的彼此的相对定位在此情况中通过两个盘片布置在医学对象上才确定。换句话说，两个盘片可以在两个盘片布置在医学对象上时通过医学对象间接地相互连接。固定单元可以具有两个局部元件，其中，每个局部元件都布置在两个盘片的一个上。换句话说，两个盘片具有固定单元的相应的局部元件。相应的、布置在盘片上的局部元件可以设计用于，将相应的盘片布置在医学对象上。以此可以特别方便和紧凑地设计定位单元。
按照一种改进设计方案规定，指示单元具有多个线性发光体(或者说线状灯)，其中，多个指示器件是线性发光体的部分，并且固定单元设计用于将定位单元这样布置在医学对象上，使得多个线性发光体平行于医学对象的主延伸方向延伸。多个线性发光体可以设计用于显示定位单元的不同区域相应于运动信息必须沿哪个方向运动。以这种方式可以特别有利地针对定位单元的不同区域指示，运动进行到该区域中或者沿哪个方向进行运动。
按照一种改进设计方案规定，定位单元设计用于通过相应控制多个指示器件指示，必须沿哪个方向按照运动信息转动和/或运动定位单元。换句话说，定位单元设计用于使得运动信息可视化，即通过多个指示器件被相应控制。相应的控制例如可以包含呈现发光图案。在这种情况中，运动信息可以借助发光图案显示。发光图案例如可以是静态的或者在时间上改变。例如发光图案包括多个指示器件的开通、关闭、调暗或者闪烁。在闪烁的情况中，运动信息可以至少部分借助相应的闪烁图案显示，即相应的指示器件的闪烁的时间变化。备选地或者额外地，发光图案可以包括控制多个指示器件用于发射相应颜色的光。在此，多个指示器件的不同的指示器件的相应颜色可以不同。例如多个指示器件在控制的范围内根据它们相对于预先确定的、用于医学对象的轨迹的相应位置控制。换句话说，定位单元可以设计用于，分别单独地、根据相应指示器件相对于用于医学对象的预先确定的轨迹的相应位置控制多个指示器件。在此定位单元可以设计用于根据相应的位置针对多个指示器件的每一个规定相应的发光图案。总体上以此可以特别有利地显示运动信息。
按照一种改进设计方案规定，定位单元设计用于在第一发光步骤中指示，必须沿哪个方向相应于运动信息转动定位单元，并且在第二发光步骤中指示沿哪个方向根据运动信息移动定位单元，其中，第一和第二发光步骤相继进行。第一发光步骤尤其可以在第二发光步骤前进行，或者第二发光步骤在第一发光步骤前进行。在此，对必须沿哪个方向转动定位单元的指示，至少部分地利用多个指示器件的与指示必须沿哪个方向移动定位单元的相同的指示器件呈现。在此，术语“转动”尤其指旋转运动。术语“移动”尤其指平动式的位置改变。换句话说，第一发光步骤仅仅涉及转动，并且第二发光步骤仅仅涉及定位单元的平动。尤其规定，定位单元设计用于在第一发光步骤中仅仅指示，沿哪个方向相应于运动信息转动或者旋转定位单元。尤其定位单元设计用于在第二发光步骤中仅仅指示，沿哪个按照运动信息移动或者平动式移动定位单元。在此定位单元可以设计用于，按照第一发光步骤和第二发光步骤的指示部分地、或者完全借助多个指示器件的相同的指示器件实施。以这种方式可以减少为此所需的指示器件的数量。
按照一种改进设计方案规定，定位单元设计用于通过相应控制用于沿定位单元的主延伸方向的至少两个局部区域的、多个指示器件而同时指示：必须沿哪个方向按照运动信息转动和/或移动至少两个局部区域的相应的局部区域。换句话说规定，多个指示器件的第一部分对应至少两个局部区域的第一局部区域，并且多个指示器件的第二部分对应至少两个局部区域的第二局部区域。定位单元就可以设计用于这样控制指示器件的第一部分，使得指示器件的第一部分指示必须沿哪个方向转动和/或移动第一局部区域。此外在这个例子中定位单元设计用于，同时这样控制多个指示器件的第二部分，使得多个指示器件的第二部分指示必须沿哪个方向转动和/或移动第二局部区域。换句话说，同时通过指示器件的第一部分和第二部分指示，必须沿哪个方向转动和/或移动第一局部区域和/或第二局部区域。换句话说，对于至少两个局部区域同时指示，沿哪个平动和/或旋转地移动至少两个局部区域。通过针对至少两个局部区域同时指示相应的平动和/或旋转的运动，可以针对所有自由度同时给出或者指示定位单元的定位和/或移动。
本发明的第二方面涉及一种定位系统，其具有
-按照本发明的定位单元，
-传感器单元，所述传感器单元设计用于检测定位单元的位置和/或定向，
-确定单元，所述确定单元用于根据检测到的定位单元的位置和/或定向以及期望位置确定运动信息。
所述传感器单元可以部分或者完全布置在定位单元上。所述确定单元可以完全或者部分布置在定位单元上。备选的是，传感器单元和/或确定单元可以至少部分手动地由定位单元布置。换句话说，定位单元可以相对于传感器单元或者传感器单元的一部分移动。例如，定位单元可以相对于确定单元或者确定单元的一部分移动。例如定位单元设计为手持设备。传感器单元和/或确定单元可以至少部分地位置固定地布置在治疗室中。例如传感器单元和/或确定单元能至少部分地布置在患者容纳部上，尤其手术台或者床上。换句话说，传感器单元和/或确定单元在定位系统的依规运行期间布置在患者容纳部上。在一些实施方式中，传感器单元和确定单元可以具有共同的壳体。所述共同的壳体例如可以布置在患者容纳部上。在一些实施方式中，传感器单元和/或确定单元分别完全远离定位单元固定。例如传感器单元和/或确定单元能够分别完全布置在患者容纳部上，并且在定位系统的依规运行期间布置在患者容纳部上。患者容纳部可以设计用于固持或者机械地容纳医学目标对象。
确定单元可以具有用于接收期望位置的接口。期望位置尤其是预先确定的针路径或者预先确定的或者说计划的轨迹。确定单元可以设计用于通过接口从另外的医学设备例如计算机断层扫描装置或者x射线设备接收期望位置。备选地或者额外地，确定单元可以具有用于存储期望位置的存储装置，例如闪存存储器或者磁性存储器，或者所谓的工作存储器。
在确定单元中能存储或者存储了预先确定的规则，其中，所述预先确定的规则说明，如何根据检测到的定位单元的位置和/或定向以及期望位置确定运动信息。例如预先确定的规则可以包括数学公式和/或分配表(或者说参考列表)。尤其规定运动信息被这样确定，即在依规的遵循或者依规的考虑借助定位单元显示的运动信息时，定位单元向期望位置的方向移动，尤其平动地或者转动地移动。
定位系统可以具有记录单元，所述记录单元设计用于检测(或者说获取)定位单元在医学对象、尤其针上的定位。换句话说，记录单元可以设计用于确定定位单元以何种位置布置在医学对象上。在此尤其确定在医学对象和定位单元之间的相对位置。例如在记录单元中存储有医学对象的图像或者模型。对于检测定位单元在医学对象上的定位，可以检测定位单元的图像以及医学对象的图像。例如记录单元具有传感器，尤其摄像机，用于检测定位单元的图像和医学对象的图像。记录单元尤其可以设计用于把存储的医学对象的图像与检测到的图像一起用于检测定位单元在医学对象上的定位。
所述传感器单元可以包括加速度传感器，所述加速度传感器布置在定位单元上。在这种情况中，传感器单元可以设计用于根据加速度传感器的加速度数据确定定位单元的位置和/或定向。换句话说，传感器单元可以设计用于类似于里程计根据加速度数据确定定位单元的位置和/或定向。在此，所述位置可以基于基准位置通过包含在加速度数据中的加速度值的合计和/或积分进行。基准位置例如可以借助能布置在患者容纳部上的固持元件规定。传感器单元就可以设计用于基于基准位置通过加速度值的累加和/或积分确定定位单元的当前位置和/或定向。在此尤其仅仅累加或者积分加速度值，所述加速度值是从定位系统最后一次从基准位置、尤其固持元件远离以来检测到的。以这种方式可以以简单的方式确定定位单元的位置和/或定向。
按照一种改进设计方案规定，传感器单元具有超声波传感器、雷达传感器、x射线传感器、电磁传感器或者摄像机。传感器单元可以设计用于借助一个或者多个所述传感器确定定位单元的位置。摄像机可以是光学追踪系统的一部分，这由现有技术已知。电磁传感器可以是电磁追踪系统的一部分，这由现有技术已知。例如一个或者多个所述传感器布置在手术台上。例如一个或者多个传感器设计用于检测定位单元的图像并且从所述图像检测或者确定定位单元的位置和/或定向。在这种情况中，定位单元的位置和/或定向是相对于传感器单元的传感器位置的相对位置。
本发明的第三方面涉及一种医学设备，其由按照本发明的定位系统和患者容纳部、尤其是手术台或者床构成，其中，传感器单元和确定单元布置在患者容纳部上，并且定位单元相对于患者容纳部能自由移动。医学设备设计用于，确定定位单元相对于患者容纳部的位置，并且以此尤其甚至确定医学对象相对于患者容纳部的位置。在另外的设计方案中所述设备还设置用于，确定定位单元相对于目标对象、尤其患者或者用于模拟患者的人体模型的位置，并且以此尤其甚至确定医学对象相对于目标对象、尤其患者或者用于模拟患者的人体模型的位置。以这种方式可以借助医学设备将医学对象、尤其针借助定位单元沿预先确定的针路径或者沿预先确定的轨迹导引。
本发明的第四方面涉及一种用于导引医学对象、尤其针的方法，其具有下述步骤：
-与布置在医学对象上的定位单元相关地、通过定位单元的检测单元检测运动信息，
-根据运动信息控制定位单元的指示元件的多个指示器件，
另外的方法步骤可以是手动或者自动将定位单元布置在医学对象上。然而这是可选的。
按照本发明的方法很大程度上涉及按照本发明的定位单元以及按照本发明的定位系统。因此相对于定位单元或者定位系统已经公开的特征和改进设计方案，也类似适用于按照本发明的方法并且反之亦然。出于简洁的原因，定位系统的以及定位单元的特征在此不再次相对于按照本发明的方法进行说明。
本发明的另一方面涉及一种带有程序编码介质的计算机程序产品，其设计用于当所述计算机程序产品在计算单元上执行时执行按照本发明的方法。计算机程序产品尤其可以设计用于在计算机上执行时使得计算机执行按照本发明的方法。计算单元例如可以是微控制器、处理器或者可编程逻辑门(FPGA)。
本发明的另一方面涉及一种计算机可读介质，在该计算机可读介质存储有按照本发明的计算机程序产品或者相应的指令。计算机可读介质例如可以是光学介质、闪存存储器、硬盘或者任意其他数字存储器。
附图说明
下面根据具体实施例以及根据多个附图详细阐述本发明。具体实施例以及附图在此理解为纯示例性的。当然，下文以及附图中示出的特征改进本发明并且作为本发明的可选部分公开。
在附图中：
图1示出带有定位系统的医学设备的示意性侧视图；
图2示出定位系统的定位单元的第一实施方式的示意性立体视图；
图3示出定位系统的定位单元的第二实施方式的示意性立体视图；
图4以示意性立体视图示出通过定位单元显示运动信息的概览；
图5以示意性立体视图示出通过定位单元备选地显示运动信息的概览。
具体实施方式
在图1中示出医学设备10，其包括定位单元1、患者容纳部16以及固定的模块15。固定的模块15在依规运行状态中尤其相对于患者容纳部16固定地布置。例如，模块15借助连接件19机械地与患者容纳部16连接。在此，在模块15和患者容纳部16之间的相对位置通过连接件19确定并且尤其至少在设备10运行期间不变。备选地，固定的模块15可以以其它任意方式以相对于患者容纳部16的规定的相对位置布置。例如，模块15布置在空间的壁或者顶部，患者容纳部16处于所述空间中。患者容纳部16例如可以是手术台或者病床。
患者容纳部16设计用于固持或者支承医学目标对象17。医学目标对象17可以是患者或者用于模拟患者的人体模型。目标点18在医学目标对象17内部，医学对象6应被导引至目标点18。例如目标点是肿瘤或者在两个骨骼之间的确定的位置，例如在关节中或者在脊柱上。在此，目标点18可以通过人体模型的设计模拟。换句话说，人体模型可以通过其设计模拟患者的具有相应肿瘤或者相应骨骼的骨骼和组织。
医学对象6在此是医学的针。医学对象6应当沿预先确定的轨迹11，例如事先计划的针路径导引至目标点18。在此配设有定位系统9用于导引针。定位系统9包括定位单元1以及位置固定的模块15。
在图2中示出定位单元1的示例性第一实施方式。在图3中示出定位单元1的示例性第二实施方式。首先一起说明两个实施方式共同的特征。定位单元1具有固定单元2，借助所述固定单元2将定位单元1布置在医学对象6，在此示例中即针上。图2和图3分别以布置在医学对象6上的状态示出定位单元1。
例如固定单元2设计用于将定位单元1摩擦配合和/或形状配合地布置在医学对象6上。在此固定单元2尤其设计为，实现与医学对象6的可拆卸的机械连接。在此，固定单元2设计用于完全或者部分包围医学对象6，以便构成机械连接。例如固定单元具有容纳部，所述容纳部用于至少部分包围医学对象6。固定单元2的限位元件可以设置用于医学对象6在容纳部中的机械的固定或者限位。在其他例子中，固定单元2可以具有夹子机构或者螺纹机构。
定位单元1的检测单元5设计用于检测运动信息。检测单元5尤其设计用于接收源自确定单元8、13的运动信息。确定单元8可以部分或者完全固定在定位单元1中。备选地或者额外地，确定单元13可以部分地或者完全地固定在固定的模块15中。运动信息涉及定位单元1相对于预先确定的轨迹11的定位。定位单元1布置在医学对象6上，运动信息以此也间接涉及医学单元6相对于预先确定的轨迹11的定位。
定位单元1具有指示元件3。指示元件3又具有多个指示器件4。指示器件4在此分别是发光器件，尤其发光二极管。定位单元1设计用于相应于运动信息控制多个指示器件4。以此为使用者、尤其医生呈现运动信息。通过运动信息的呈现，尤其提供用于导引定位单元1或者医学对象6的导引信息。例如定位单元1具有控制单元，例如微控制器或者微处理器，用于相应于运动信息地控制指示器件4。控制单元可以布置在检测单元5内部。
按照图2，指示元件3以两个圆形的盘片30的形式提供。盘片30在此彼此不直接相互连接。在此，当两个盘片30布置在医学对象6上时，盘片30尤其仅间接通过医学对象6连接。盘片30具有固定单元2的相应的局部元件，其中，盘片30借助相应的局部元件能分别相互无关地布置在医学对象6上。在此，在每个盘片30上都布置有多个指示器件4。尤其在每个盘片30上布置至少三个指示器件4。在本例中，在每个盘片30上布置四个指示器件4。两个盘片30可以相同地设计。备选地，盘片30相互间也可以不同。例如，只有一个盘片30具有确定单元8。另一个盘片30可以设计用于借助检测单元5从模块15的确定单元13、或者从另一个盘片30的确定单元8接收运动信息。
在此，定位单元1额外具有发光条7。发光条7可以说明定位单元1的定向。发光条7尤其可以设计用于说明定位单元1相对于预先确定的轨迹11的定向。为此，发光条7可以设计用于呈现图案，所述图案感觉是水平仪。当对应于发光条7的相应的盘片30垂直于针路径11或者轨迹11定向时，发光条7可以说明定位单元1的定向与期望的值一致。发光条7尤其可以显示定向与期望的值的偏差。
在按照图2的实施例中，定位单元1设计用于同时显示针对两个盘片30的按照运动信息的运动。在此，两个盘片如图2所示布置在医学对象6的相对于医学对象6的主延伸方向的不同的局部区域中。以此针对两个局部区域显示相应的运动。以数学的方式观察，以这种方式可以相对于两个不同的空间方向明确地确定沿预先确定的轨迹11的导引，因为通过两个点明确地确定直线。这在下文中还会根据图4进一步说明。
在一些实施方式中，定位单元1具有仅一个盘片30。正好在这种情况中，指示器件4与发光条7的结合特别有利。在一个盘片30的情况中，定位单元1可以设计用于顺序地指示运动信息。例如首先显示运动信息的涉及第一空间方向的部分，并且接着显示运动信息的一部分，这一部分涉及第二空间方向。换句话说，运动信息的第一部分涉及第一空间方向并且运动信息的第二部分涉及第二空间方向。定位单元1可以设计用于，先后相应于运动信息的第一部分和第二部分控制指示器件4。以这种方式可以特别紧凑地设计定位单元1。
根据图3，在两个盘片31之间布置多个线性发光体32。在此，线性发光体32从一个盘片31延伸至另一个盘片31。换句话说，线性发光体32布置在两个盘片31上。盘片31可以彼此直接通过额外的连接元件连接。备选的是，不考虑线性发光体32，当两个盘片31布置在医学对象6上时，盘片31彼此仅间接通过医学对象6连接。多个指示器件4分别分布在线性发光体32上。换句话说，每个线性发光体32都具有多个指示器件4。定位单元1有利地具有至少三个线性发光体32、优选正好四个线性发光体32。
定位单元1具有传感器单元33。传感器单元33尤其具有加速度传感器。传感器单元33可以设计用于根据加速度传感器的加速度数据确定定位单元的位置和/或定向。换句话说，传感器单元33可以设计用于类似于里程计(Odometrie)地、根据加速度数据确定定位单元的位置和/或定向。在此，所述位置可以基于基准位置通过合计和/或包含在加速度数据中的加速度值的积分进行。基准位置例如可以通过固定的模块15和/或患者容纳部16定义或者说提供。例如固定的模块15或者患者容纳部16具有固持元件34。在此固持元件34可以设计为基站或者所谓的“坞”。通过在基准位置和患者容纳部16或者说医学目标对象17之间预先规定的相对位置，以这种方式可以确定定位单元1相对于患者容纳部16或者医学目标对象17的位置，并且以此甚至确定医学对象6相对于患者容纳部16或者医学目标对象17的位置。备选地或者额外地，传感器单元33可以具有摄像机、雷达传感器或者超声波传感器，用于在空间中导航。
确定单元8可以设计用于根据借助传感器单元33检测的相对位置确定运动信息。运动信息的确定尤其额外根据预先确定的期望位置进行。换句话说，确定单元8设计用于根据所述的相对位置和期望位置确定运动信息。期望位置尤其对应预先确定的轨迹11致。在确定单元8中可以存储期望位置。尤其存储在确定单元8中的期望位置是相对于基准位置的。
再次参照图1，位置固定的模块15可以具有传感器单元12。传感器单元12可以具有摄像机、电磁传感器、超声波传感器、雷达传感器或者x射线传感器。摄像机可以是光学追踪系统的一部分，这由现有技术已知。电磁传感器可以是电磁追踪系统的一部分，这由现有技术已知。传感器单元12设计用于确定定位单元1相对于模块15的位置。
确定单元13设计用于根据在定位单元1和固定的模块15之间的相对位置确定运动信息。运动信息的确定尤其额外根据预先确定的期望位置进行。换句话说，确定单元8设计用于根据所述的相对位置和期望位置确定运动信息。
检测单元5可以设计用于接收仅源自确定单元8的运动信息。备选地，检测单元设计用于接收仅源自确定单元13的运动信息。备选地，检测单元5可以设计用于接收不仅源自确定单元8而且也源自确定单元13的运动信息。接收源自布置在固定的模块15中的确定单元13的运动信息尤其通过无线电，例如借助WiFi或者蓝牙进行。
相应的确定单元8、13设计用于这样确定运动信息，使得在显示运动信息时定位单元1沿预先确定的轨迹11的方向导引。换句话说，运动信息可以说明沿哪个方向移动定位单元1，以便实现沿预先确定的轨迹的方向或者与预先确定的轨迹11对准。为此可以规定数学的规则和/或分配表。
在另外的设计方案中，定位系统9可以具有记录单元14。记录单元14设计用于检测定位单元1在医学对象6上的定位。为此记录单元14可以具有摄像机。备选的是，记录单元14设计用于接收源自传感器单元12的、布置在医学对象6上的定位单元1的相应的图像。例如记录单元14设置用于，从定位单元1在医学对象6上的定位确定其间相对位置。所述相对位置可以在确定医学对象6和传感器单元12或者模块15之间的相对位置时使用。换句话说，针对确定在医学对象6和传感器单元12或者模块15之间的相对位置，传感器单元15考虑在定位单元1和医学对象6之间的相对位置。备选地或者额外地，确定单元8、13设计用于，针对确定运动信息考虑在定位单元1和医学对象6之间的相对位置。
现在图4示例性示出指示器件4如何相应于运动信息被控制。在此，指示器件4的控制根据定位单元1相对于预先确定的轨迹11的位置和/或定向进行。沿定位单元1必须沿此移动的方向布置在指示元件3上的指示器件4呈现第一发光图案20。例如第一发光图案20包含第一色值的呈现和/或闪烁。换句话说按照运动信息，定位单元1沿所述空间方向的方向移动以便到达预先确定的轨迹11。位于沿该空间方向的指示器件4指示第一发光图案20。相对于该空间方向反向地布置在指示元件3上的指示器件4呈现第三发光图案22。例如第三发光图案22包含第三色值的呈现和/或闪烁。
按照运动信息沿一空间方向没有提供运动，按照所述空间方向布置在指示元件3上的指示器件4呈现第二发光图案21。第二发光图案21例如包含第二色值的呈现和/或闪烁。
不同的发光图案20、21、22的相应闪烁可以是不同的。备选地或者额外地，第一色值、第二色值和第三色值可以彼此不同。例如第一色值是蓝色，第二色值是绿色并且第三色值是红色。
按照图5，线性发光体32的控制类似的进行。然而由于线性发光体32的连贯的形状，也可以想到线性发光体32相应于运动信息的不同的控制。针对两个线性发光体58和59，所述控制按照不同的实施例示出。线性发光体58、59的相应区域例如在图平面中能够向左且直至向右较远地运动，以便按照运动信息沿轨迹11的方向导引。因此线性发光体58、59区域式地呈现不同的发光图案。在医学对象6和轨迹11的交点47上方，必须向左移动定位单元1。在交点47下方必须向右移动定位单元1。
第一示例：可以假想水平线49穿过交点47。线性发光体58的被控制用于呈现第一发光图案的区域50位于该直线49上方。被控制用于呈现不同的第二发光图案的区域40位于该直线49下方。线性发光体59的被控制用于呈现第二发光图案的区域43位于该直线49上方。线性发光体59的被控制用于呈现第一发光图案的区域53位于该直线49下方。
第二示例：可以假想直线48穿过交点47，直线48垂直于医学对象6的主延伸方向。线性发光体58的被控制用于呈现所述第一发光图案的区域51位于该直线48上方。被控制用于呈现所述第二发光图案的区域41位于该直线48下方。线性发光体59的被控制用于呈现第二发光图案的区域44位于该直线48上方。线性发光体59的被控制用于呈现第一发光图案的区域54位于该直线48下方。
第三示例：线性发光体58的被控制用于呈现所述第一发光图案的区域52位于轨迹11上方。被控制用于呈现所述第二发光图案的区域42位于轨迹11下方。线性发光体59的被控制用于呈现第二发光图案的区域45位于轨迹11上方。线性发光体59的被控制用于呈现第一发光图案的区域55位于轨迹11下方。

Claims (14)

1.一种用于导引医学对象(6)、尤其是针的定位单元(1)，其包括
-固定单元(2)，通过所述固定单元能将所述定位单元(1)布置在所述医学对象(6)上，
其特征在于，
-该定位单元配设有带有多个指示器件(4)的指示元件(3)，其中，所述指示元件(3)以相对于固定单元(2)的固定姿态布置，
其中，所述指示元件(3)包括两个尤其圆形的盘片(30、31)，它们能够分别借助所述固定单元(2)的相应的部分相互独立地布置，并且其中，在两个盘片(30、31)的每一个上布置多个指示器件(4)的至少三个、尤其是四个，并且
-该定位单元配设有用于检测运动信息的检测单元(5)，其中，
-所述定位单元(1)设计用于根据所述运动信息控制多个指示器件(4)。
2.按照权利要求1所述的定位单元(1)，其特征在于，所述多个指示器件(4)分别设计为发光器件，尤其发光二极管。
3.按照权利要求1或者2所述的定位单元(1)，其特征在于，所述多个指示器件(4)被布置为，使得多个指示器件位于同一圆周上或者柱体的同一周面上。
4.按照权利要求3所述的定位单元(1)，其特征在于，所述固定单元(2)设计用于，将所述定位单元(1)布置在所述医学对象(6)上，使得沿所述医学对象(6)的主延伸方向延伸的重心线延伸穿过所述圆周的或者周面的中心。
5.按照权利要求3或者4所述的定位单元(1)，其特征在于，多个指示器件的共同布置在圆周或者柱体上的两个相邻的指示器件(4)彼此分别具有沿周向均匀的间距。
6.按照上述权利要求之一所述的定位单元(1)，其特征在于，所述指示单元(3)具有多个线性发光体(32)，其中，多个指示器件(4)是线性发光体(32)的部分，并且所述固定单元(2)设计用于将所述定位单元(1)布置在所述医学对象(6)上，使得多个线性发光体(32)平行于所述医学对象(6)的主延伸方向延伸。
7.按照上述权利要求之一所述的定位单元(1)，其特征在于，所述定位单元(1)设计用于通过相应地控制所述多个指示器件(4)来指示：必须沿哪个方向按照运动信息转动和/或移动定位单元。
8.按照上述权利要求之一所述的定位单元(1)，其特征在于，所述定位单元(1)设计用于在第一发光步骤中指示：必须沿哪个方向相应于运动信息转动所述定位单元(1)，并且在第二发光步骤中指示沿哪个方向根据运动信息移动所述定位单元(1)，其中，第一和第二发光步骤相继进行。
9.按照上述权利要求之一所述的定位单元(1)，其特征在于，所述定位单元(1)设计用于，通过相应控制用于沿定位单元(1)的主延伸方向的至少两个局部区域的、多个指示器件(4)同时指示：必须沿哪个方向按照运动信息转动和/或移动至少两个局部区域的相应的局部区域。
10.一种定位系统(9)，其具有
-按照上述权利要求之一所述的定位单元(1)，
-传感器单元(12、33)，所述传感器单元设计用于检测所述定位单元(1)的位置和/或定向，
-确定单元(8、13)，所述确定单元用于根据检测到的所述定位单元(1)的位置和/或定向以及期望位置确定运动信息。
11.按照权利要求10所述的定位系统(9)，其特征在于，该定位系统配设有记录单元(14)，所述记录单元设计用于检测所述定位单元(1)在所述医学对象(6)、尤其针上的定位。
12.按照权利要求10或者11所述的定位系统(9)，其特征在于，所述传感器单元(33)包括加速度传感器，所述加速度传感器布置在所述定位单元上，并且所述传感器单元(33)设计用于根据加速度传感器的加速度数据确定所述定位单元(1)的位置和/或定向。
13.按照权利要求10至12之一所述的定位系统(9)，其特征在于，所述传感器单元(12)具有超声波传感器、雷达传感器、x射线传感器、电磁传感器或者摄像机。
14.一种用于导引医学对象(6)、尤其针的方法，其包括下述步骤：
-与布置在医学对象(6)上的按照权利要求1至9之一所述的定位单元(1)相关地、通过所述定位单元(1)的检测单元(5)检测运动信息，
-根据所述运动信息控制所述定位单元(1)的指示元件(3)的多个指示器件(4)。
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