DE102004035883A1 - Reflektorelement für einen Marker eines chirurgischen Navigationssystems - Google Patents

Reflektorelement für einen Marker eines chirurgischen Navigationssystems Download PDF

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Abstract

Um bei einem Reflektorelement für einen Marker eines chirurgischen Navigationssystems mit einer flächigen Reflektorschicht, die auf einem Träger aufliegt und die im Bereich einer definierten Fläche reflektierend wirkt, die Herstellung und Justierung der Lage und Größe der Reflektorschicht am Marker zu erleichtern, wird vorgeschlagen, daß der Träger in dem Auflagebereich der Reflektorschicht eine Ausdehnung aufweist, die der definierten Fläche entspricht, und daß die Reflektorschicht als Stanzteil ausgebildet ist, dessen Außenkante längs des äußeren Randes des Trägers im Auflagebereich verläuft. Alternativ wird vorgeschlagen, daß die flächige Reflektorschicht eine größere Ausdehnung aufweist als die definierte Fläche und daß der über die definierte Fläche überstehende Bereich der flächigen Reflektorschicht von einer Abdeckung überfangen ist, die die flächige Reflektorschicht nur im Bereich der definierten Fläche freiläßt. DOLLAR A Außerdem wird ein Verfahren zum Versehen eines Markers mit einem solchen Reflektorelement beschrieben.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Reflektorelement für einen Marker eines chirurgischen Navigationssystems mit einer flächigen Reflektorschicht, die auf einem Träger aufliegt und die im Bereich einer definierten Fläche reflektierend wirkt.
  • Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Versehen eines Markers eines chirurgischen Navigationssystems mit einer flächigen Reflektorschicht mit definierter Fläche und in einer definierten Position.
  • Bei chirurgischen Navigationssystemen werden sogenannte Marker verwendet, die mit einer Anzahl von Reflektorelementen versehen sind. Diese Reflektorelemente des Markers können von entsprechend ausgebildeten Sende- und Empfangseinrichtungen des Navigationssystems mit einer elektromagnetischen Strahlung beschickt werden, die dann von dem Navigationssystem nach Reflexion an den Reflektorelementen wieder aufgenommen wird. Das Navigationssystem kann aufgrund der Aussendung und des Empfangs der elektromagnetischen Strahlung, beispielsweise einer elektromagnetischen Strahlung im Infrarot-Bereich, die genaue Lage und Orientierung des Markers im Raum feststellen und damit auch die genaue Lage und Orientierung eines chirurgischen Instrumentes oder eines Körperteils, welches starr mit einem solchen Marker verbunden wird.
  • Es ist bekannt, Marker mit Reflektorelementen in Kugelform zu versehen, üblicherweise werden an einem solchen Marker mindestens drei kugelförmige Reflektorelemente starr befestigt. Allerdings ist es schwierig, diese kugelförmigen Reflektorelemente herzustellen, außerdem können sich Ungenauigkeiten bei der Lokalisierung der kugelförmigen Reflektorelemente ergeben, wenn diese verschmutzt sind. Es ist daher bereits bekannt, diese kugelförmigen Reflektorelemente durch ebene Reflektorschichten zu ersetzen, beispielsweise in Kreisform. Schwierig ist es allerdings, diese Reflektorschichten in der gewünschten Genauigkeit herzustellen und am Marker zu positionieren. Aufgrund dieser Schwierigkeiten ergeben sich Ungenauigkeiten bei der Orts- und Lagebestimmung der Marker, die bei der Durchführung chirurgischer Operationen störend sein können.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes Reflektorelement so auszubilden, daß es in einfacher Weise hergestellt und am Marker positioniert werden kann.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Reflektorelement der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Träger in dem Auflagebereich der Reflektorschicht eine Ausdehnung aufweist, die der definierten Fläche entspricht und daß die Reflektorschicht als Stanzteil ausgebildet ist, dessen Außenkante längs des äußeren Randes des Trägers im Auflagebereich verläuft.
  • Der Träger wird also praktisch als Stanzunterlage verwendet, längs des Randes des Trägers wird die überstehende Reflektorschicht durch einen Stanzvorgang so zugeschnitten, daß ihre Kontur mit der Kontur des Trägers übereinstimmt, überstehende Randbereiche werden entfernt. Man erhält dadurch eine Reflektorfläche genau definierter Ausdehnung und genau definierter Position relativ zum Träger. Der Träger kann anschließend in einer genau definierten Position im Marker aufgenommen werden, und dadurch wird auch die Re flektorschicht mit der definierten Fläche in der gewünschten Position am Marker festgelegt.
  • Es ist günstig, wenn der Träger eine den Auflagebereich des Trägers umgebende Vertiefung zur Aufnahme des abgestanzten, über die definierte Fläche überstehenden Bereichs der Reflektorschicht aufweist. Der abgestanzte Bereich kann dann in dieser Vertiefung verbleiben, die beispielsweise als umlaufende Ringnut ausgebildet sein kann.
  • Günstig ist es, wenn der Träger Positioniervor- und/oder -rücksprünge aufweist, die mit entsprechenden Rück- beziehungsweise Vorsprüngen eines den Träger aufnehmenden Bauteils zusammenwirken und den Träger dadurch in dem Bauteil in einer definierten Position festlegen.
  • Beispielsweise kann der Träger einer Vertiefung aufweisen zur Aufnahme eines den Träger an dem Bauteil positionierenden Positionierzapfens des Bauteils.
  • Bei einer anderen Ausführungsform ist am Träger ein ringförmiger Positionsvorsprung vorgesehen zum Eingriff in eine ringförmige Vertiefung des Bauteils.
  • Das den Träger aufnehmende Bauteil kann der Marker sein.
  • Es kann aber gemäß einer bevorzugten Ausführungsform auch vorgesehen sein, daß das den Träger aufnehmende Bauteil ein Stanzwerkzeug ist mit einer der definierten Fläche entsprechenden Stanzkante, welches auf den Träger derart aufgeschoben ist, daß die Stanzkante bei der Aufschiebbewegung aus der Reflektorschicht die definierte Fläche ausstanzt.
  • Auch hier ist es vorteilhaft, wenn das Bauteil einen den Träger umgebenden Aufnahmeraum für die abgestanzten Bereiche der Reflektorschicht aufweist. Diese abgestanzten Bereiche können dann in diesem Aufnahmeraum verbleiben, wenn das Bauteil auf den Träger aufgeschoben und dadurch der Stanzvorgang durchgeführt worden ist.
  • Es ist vorteilhaft, wenn das Bauteil in seiner auf den Träger vollständig aufgeschobenen Stellung die Reflektorschicht dicht an dieser anliegend seitlich umgibt.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, daß die Oberseite des Bauteils in seiner auf den Träger vollständig aufgeschobenen Stellung flächig mit der Reflektorschicht abschließt.
  • Das Bauteil kann Vor- oder Rücksprünge zur Positionierung des Bauteils am Marker aufweisen.
  • Bei einer anderen Ausgestaltung wird die vorstehend angegebene Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Reflektorelement erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die flächige Reflektorschicht eine größere Ausdehnung aufweist als die definierte Fläche und daß der über die definierte Fläche überstehende Bereich der flächigen Reflektorschicht von einer Abdeckung überfangen ist, die die flächige Reflektorschicht nur im Bereich der definierten Fläche freiläßt. In diesem Falle bleibt also die Reflektorschicht größer als die definierte Fläche, die reflektierende Wirkung der reflektierenden Fläche wird aber durch die Abdeckung auf einen Bereich reduziert, der exakt der definierten Fläche entspricht.
  • Die Abdeckung kann dabei durch den Marker ausgebildet sein, der eine den Träger mit der Reflektorschicht in definierter Lage aufnehmende Aufnahmeausnehmung aufweist, die im Bereich der Reflektorschicht mit einer Öffnung versehen ist mit einer Ausdehnung und Position, die der definierten Fläche entspricht.
  • Bei allen vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen kann die reflektierende Schicht durch eine Folie aus reflektierendem Material gebildet werden.
  • Möglich ist auch, daß die reflektierende Schicht durch ein mit reflektierendem Material beschichtetes Plättchen gebildet wird.
  • Die reflektierende Schicht ist vorzugsweise eben, die definierte Fläche ist vorzugsweise ein Kreis.
  • Die Erfindung bezieht sich nicht nur auf das Reflektorelement selbst, sondern auch auf einen Marker für ein chirurgisches Navigationssystem mit mindestens einem derartigen Reflektorelement. Üblicherweise werden bei einem Marker mehrere derartige Reflektorelemente eingesetzt werden.
  • Es ist dabei günstig, wenn der Marker eine Aufnahmeausnehmung für einen mit einer Reflektorschicht versehenen Träger aufweist, mit einer der definierten Fläche entsprechenden Stanzkante, welche beim Einschieben des Trägers in die Aufnahmeausnehmung aus der Reflektorschicht die definierte Fläche ausstanzt. Der Marker selbst wird also als Stanzwerkzeug eingesetzt und der Stanzvorgang erfolgt zwangsläufig beim Einschieben des Trägers in die Aufnahmeausnehmung des Markers.
  • Es ist dabei vorteilhaft, wenn der Marker einen den Träger umgebenden Aufnahmeraum für die abgestanzten Bereiche der Reflektorschicht aufweist, diese abgestanzten Bereiche können dann in dem Aufnahmeraum verbleiben, es genügt also, zur Herstellung des Markers mit dem Reflektorelement den Träger mit der Reflektorfolie in die Aufnahmeausnehmung einzuschieben, der Träger verbleibt dann in dieser Lage.
  • Günstig ist es, wenn der Marker bei in die Aufnahmeausnehmung eingeschobenem Träger die Reflektorschicht dicht an dieser anliegend umgibt.
  • Es kann auch vorgesehen sein, daß der Marker flächig mit der Reflektorschicht abschließt. Grundsätzlich wäre es aber auch möglich, daß die Reflektorschicht gegenüber der Markeroberfläche zurückgesetzt ist oder diese überragt.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Marker Halteglieder aufweist, die den Träger oder ein den Träger aufnehmendes Bauteil in definierter Position am Marker festlegen.
  • Dabei ist es günstig, wenn die Verbindung zwischen dem Marker einerseits und dem Träger oder dem Bauteil andererseits lösbar ist. Beispielsweise können die Halteglieder elastisch verformbar sein und der Träger oder das Bauteil wird am Marker durch eine elastische Schnappverbindung gehalten.
  • Der Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem eine flächige Reflektorschicht einfach und exakt auf einem Marker angeordnet werden kann.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man auf einen Träger eine Reflektorschicht unverschieblich auflegt, die größer ist als die definierte Fläche, daß man die über die definierte Fläche hervorstehenden Bereiche der Reflektorschicht abdeckt oder durch einen Stanzvorgang entfernt und daß man den Träger in einer definierten Position in den Marker einsetzt.
  • Beispielsweise kann man die über die definierte Fläche überstehenden Bereiche der Reflektorschicht mittels einer Abdeckhaube abdecken, die eine der definierten Fläche entsprechende Öffnung aufweist. Diese Abdeckhaube kann ein separates Teil sein oder kann auch ein Teil des Markers selbst sein.
  • Wenn man die überstehenden Bereiche durch Stanzen entfernt, dann kann man ein für den Stanzvorgang verwendetes Stanzwerkzeug vorteilhaft zusammen mit dem von dem Stanzwerkzeug umgebenen Träger in der Marker einsetzen, das Stanzwerkzeug bildet dann gleichsam eine Halterung für den Träger.
  • Als Stanzwerkzeug kann man bei einer abgewandelten Ausführungsform auch ein den Träger aufnehmendes Teil des Markers selbst verwenden.
  • Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:
  • 1: eine schematische Ansicht eines Operationssaales mit einem chirurgischen Navigationssystem und einem am Patienten festgelegten Marker;
  • 2: eine Schnittansicht durch den Marker der 1 längs Linie 2-2 bei einer Ausführungsform mit einer Abdeckung der Reflektorschicht;
  • 3: eine Ansicht ähnlich 2 bei einer Ausführungsform mit einer durch einen Stanzvorgang zugeschnittenen Reflektorschicht vor der Durchführung des Stanzvorganges;
  • 4: eine Ansicht ähnlich 3 nach der Durchführung des Stanzvorganges;
  • 5: ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer auf einem Träger angeordneten, ausgestanzten Reflektorschicht mit den Träger umgebendem Stanzwerkzeug;
  • 6: eine abgewandelte Ausführungsform mit einem fest am Marker angeordneten Träger und einem in einen Ringraum des Markers einschiebbaren Stanzwerkzeug;
  • 7: eine schematische Ansicht eines Trägers und eines Stanzwerkzeuges zum Ausstanzen einer über den Träger vorstehenden Reflektorschicht;
  • 8: einen Teil eines Markers mit einem Aufnahmeringraum zur Aufnahme des Reflektorelements der 7 und
  • 9: ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel eines Markers mit einem Aufnahmezapfen zur Aufnahme des Reflektorelements der 7.
  • In 1 ist ein Patient 1 auf einem Operationstisch 2 dargestellt, an dessen Femurknochen 3 ein Markierungselement 4 befestigt ist, beispielsweise mittels einer Knochenschraube. Dieses Markierungselement umfaßt einen ausgedehnten Rahmen, der nachstehend allgemein als Marker 5 bezeichnet wird, an dem im gegenseitigen Abstand mehrere Reflektorelemente 6 festgelegt sind. Diese Reflektorelemente 6 sind also auf diese Weise starr mit dem Femurknochen 3 des Patienten 1 verbunden.
  • In dem Operationssaal befindet sich weiterhin ein chirurgisches Navigationssystem 7 an sich bekannter Bauart, welches beispielsweise drei Sende- und Empfangseinrichtungen 8 umfaßt, die Infrarot-Strahlung aussenden. Diese Infrarot-Strahlung wird an den verschiedenen Reflektorelementen 6 reflektiert und von den Sende- und Empfangseinrichtungen 8 wieder aufgenommen. Die Sende- und Empfangseinrichtungen 8 können aus diesen Vorgängen die jeweiligen Abstände der Reflektorelemente 6 von dem ortsfesten Navigationssystem 7 bestimmen und daraus mittels einer Datenverarbeitungsanlage 9 die genaue Lage und Orientierung des Markierungselementes 4 im Raum. Da das Markierungselement 4 starr mit dem Femurknochen 3 verbunden ist, liegen damit in der Datenverarbeitungsanlage 9 auch genaue Orientierungs- und Positionsdaten für den Femurknochen 3 vor.
  • In gleicher Weise wie mit dem Femurknochen 3 können mit anderen Körperteilen und/oder chirurgischen Instrumenten derartige Markierungselemente 4 verbunden werden, so daß auch deren Lage und Orientierung im Raum zu bestimmen ist. Aus diesen Daten können dann Bilder der Körperteile und/oder Instrumente ortsrichtig auf einem Bildschirm 10 angezeigt werden, die Daten können zur Überprüfung des Operationsverlaufes gespeichert oder in anderer Weise nutzbar gemacht werden, um die Operation zu unterstützen.
  • Die Reflektorelemente 6 sind bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel als ebene, kreisförmige Reflektorflächen ausgebildet, die in genau definierter Position und mit genau definierter Größe auf dem Marker 5 festgelegt sind.
  • Um Reflektorelemente 6 mit einer genau definierten Fläche und der exakten Positionierung am Marker 5 zu erreichen, sind verschiedene Ausbildungen der Reflektorelemente und des Markers möglich, nachstehend werden anhand der 2 bis 9 beispielhafte Ausgestaltungen erörtert.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der 2 ist im Marker 5 eine durchgehende Öffnung 11 vorgesehen, die sich von der Unterseite zur Oberseite hin über zwei Stufen 12 beziehungsweise 13 verengt und zwei im wesentlichen kreiszylinderförmige Abschnitte 14, 15 aufweist.
  • In diese Öffnung 11 ist ein komplementär zur Öffnung 11 ausgebildeter Träger 16 eingeschoben, auf dessen ebener Oberseite 17 eine dünne Reflektorschicht 18 aufliegt, die beispielsweise die Form einer Folie aus reflektierendem Material aufweist oder die in Form eines Plättchens ausgebildet ist, dessen Oberseite mit reflektierendem Material beschichtet ist. Diese Reflektorschicht 18 erstreckt sich entweder über die gesamte Oberseite 17 oder sie wird, wie in 2 dargestellt, von einem schmalen Ring 19 umgeben, dessen Dicke der Dicke der Reflektorschicht 18 entspricht. In jedem Fall erstreckt sich die Reflektorschicht 18 an der Oberseite 17 des Trägers 16 über eine Fläche, die größer ist als die Öffnung 11 im Bereich der oberen Stufe 13, so daß diese Stufe 13 die Reflektorschicht 18 randseitig überdeckt. Mit anderen Worten ist die gesamte von der Öffnung 11 im Bereich der Stufe 13 freigegebene Fläche durch die Reflektorschicht 18 gebildet, man erhält damit eine genau definierte Ausdehnung dieser Reflektorschicht 18. In der beschriebenen Lage wird der Träger 16 in geeigneter Weise in dem Marker 5 festgelegt, so daß die Reflektorschicht 18 im Bereich der Stufe 13 in einem kreisförmigen Bereich freigelegt ist, der eine durch den Rand der Stufe 13 definierte Fläche und eine relativ zum Marker 5 ebenfalls genau definierte Position einnimmt. Die von der Stufe 13 abgedeckten Bereiche der Reflektorschicht 18 werden nicht wirksam, da sie weder von der auftreffenden Strahlung getroffen werden noch eine derartige Strahlung abstrahlen können.
  • Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich die Öffnung 11 im Marker 5, der selbst durch die Stufe 13 die Reflektorschicht 18 in der gewünschten Weise abdeckt. Grundsätzlich wäre es auch möglich, den Träger 16 in gleicher Weise in ein spezielles Bauteil einzusetzen, welches im Bereich der Öffnung 11 gleich ausgebildet ist wie der Marker 5 beim Ausführungsbeispiel der 2, und dieses Bauteil dann in reproduzierbarer Weise mit dem Marker 5 zu verbinden. In einem solchen Fall würden also der Träger mit der Reflektorschicht und das sie aufnehmende Bauteil als Baueinheit in den Marker 5 an einer genau gewünschten Position eingesetzt werden, so daß ebenfalls am Marker an der gewünschten Position eine Reflektorfläche der gewünschten Größe angeordnet werden kann.
  • Beim Ausführungsbeispiel der 3 und 4 ist im Marker 5 eine durchgehende Öffnung 21 vorgesehen, die im Gegensatz zur Öffnung 11 beim Ausführungsbeispiel der 2 nur eine Stufe 22 aufweist, es ergeben sich damit zwei aufeinanderfolgende, kreiszylindrische Abschnitte 24, 25. Die untere Kante des oberen Abschnittes 25 ist eine rechtwinklige, scharfe Ringkante 23, deren Durchmesser gleich dem Durchmesser des oberen Teils eines komplementär zur Öffnung 21 ausgebildeten, stufigen Trägers 26 gewählt ist. Auf die Oberseite 27 des Trägers 26 ist eine diese vollständig überdeckende und seitlich über den Umfang des Trägers 26 hervorstehende Reflektorschicht 28 dauerhaft aufgelegt, beispielsweise aufgeklebt.
  • Der obere Teil des Trägers 26 wird von einer umlaufenden Ringnut 29 umgeben, deren Boden parallel zur Oberseite 27 verläuft und die nach oben hin offen ist.
  • Der Träger 26 kann von unten her in die Öffnung 21 eingeschoben werden und wird dabei an der Innenwand der Öffnung 21 geführt, bis die seitlich über den Träger 26 vorstehende Reflektorschicht 28 an der Ringkante 23 zur Anlage kommt. Beim weiteren Einschieben des Trägers 26 in die Öffnung 21 wirkt die Ringkante 23 als Stanzkante und stanzt die seitlich über den Träger 26 vorstehenden Bereiche der Reflektorschicht 28 ab, so daß die auf der Oberseite 27 verbleibende Reflektorschicht 28 nunmehr flächengleich die Oberseite 27 überdeckt. Die abgestanzten Randbereiche fallen in die Ringnut 29 hinein und verbleiben in dieser. Der Träger 26 wird daraufhin so weit in die Öffnung 21 eingeschoben, bis die stufige Erweiterung des Trägers 26 an der Stufe 22 der Öffnung 21 anschlägt. Die Dimensionierung ist dabei so gewählt, daß in dieser Stellung die Oberseite der Reflektorschicht 28 mit der Oberseite des Markers 5 bündig abschließt, die Reflektorschicht 28 wird also an ihren Außenkanten vom Marker 5 umgeben und füllt die Öffnung 21 an der Oberseite des Markers vollständig aus. Man erhält damit eine reflektierende Fläche mit einer genau definierten Ausdehnung und einer genau definierten Position. In dieser Lage wird der Träger 26 im Marker 5 in geeigneter Weise fixiert, beispielsweise durch Verklebung oder durch Verklemmung.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der 5 ist ein ähnlicher Aufbau gewählt wie bei den Ausführungsbeispielen der 3 und 4, einander entsprechende Teile tragen daher dieselben Bezugszeichen.
  • Im Unterschied zu den Ausführungsbeispielen der 3 und 4 ist der Träger 26 mit der Reflektorschicht 28 nicht unmittelbar in der Marker 5 eingesetzt, sondern in ein ringförmiges Stanzteil 30, welches in gleicher Weise mit einer Öffnung 21 mit Stufe 22 und stanzender Ringkante 23 ausgestattet ist. Bei dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist außerdem die Ringnut 29 im Träger 26 weggelassen, statt dessen ist der obere Teil der Öffnung 21 unterhalb der Ringkante 23 gegenüber dem Umfang des Trägers 26 zurückgesetzt, so daß in diesem Bereich in Ringraum 31 entsteht, der die seitlich überstehenden, abgestanzten Bereiche der Reflektorschicht 28 aufnimmt.
  • Das ringförmige Stanzteil 30 bildet mit dem in ihn eingeschobenen Träger 26 eine Baueinheit, die lösbar am Marker 5 befestigt werden kann. Zu diesem Zweck weist der Marker 5 an seinem vorderen Ende eine halbkreisförmige Ausnehmung 33 auf, in die das ringförmige Stanzteil 30 von der offenen Seite her eingeführt werden kann. An beiden Seiten der Ausnehmung 33 trägt der Marker 5 vorstehende Rastarme 34, die in eine umlaufende Außenumfangsnut 32 des Stanzteils 30 eingreifen und die so ausgebildet sind, daß sie beim Einschieben des Stanzteils 30 in die Ausnehmung 33 geringfügig elastisch auseinandergebogen werden. Man erhält somit eine elastische Schnappverbindung, die auch wieder gelöst werden kann, das heißt man kann die Baueinheit aus Stanzteil, Träger und Reflektorschicht in einfachster Weise auswechseln und genau in der gewünschten Position durch eine andere derartige Baueinheit ersetzen, beispielsweise auch eine Baueinheit, bei der ein anderes reflektierendes Material oder eine Reflektorschicht unterschiedlicher Größe Verwendung finden, falls dies gewünscht wird.
  • In ähnlicher Weise kann übrigens auch die Ausführung gemäß 2 aufgebaut und eingesetzt werden.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der 6 ist in den Marker 5 eine zu dessen Oberseite hin offene Ringnut 35 eingearbeitet, die einen kreiszylindrischen Bereich umgibt, der als Träger 26 für eine Reflektorschicht 28 dient, die in gleicher Weise auf dem Träger angeordnet ist, wie dies beim Ausführungs beispiel der 3 gezeigt ist. Ein ringförmiges Stanzteil 30 kann von oben her in die Ringnut 35 eingeschoben werden und schneidet dabei mit seiner Ringkante 23 die seitlich über den Träger 26 vorstehenden Randbereiche der Reflektorschicht 28 weg, der Vorgang entspricht vollständig dem Vorgang beim Ausführungsbeispiel der 5. Die abgeschnittenen Bereiche der Reflektorschicht 28 verbleiben in einem Ringraum 31 zwischen dem Träger 26 und dem in die Ringnut 29 eingeschobenen Stanzteil 30, dieses Stanzteil 30 kann so weit in die Ringnut 29 eingeschoben werden, bis die Oberseite des Stanzteils 30 mit der Oberseite des Markers 5 bündig abschließt. In dieser Lage wird das Stanzteil im Marker festgelegt und umgibt damit die auf die gewünschte Fläche zurechtgestanzte Reflektorschicht 28 dicht.
  • Bei den Ausführungsbeispielen der 3 bis 6 erfolgt das Abstanzen der über den Träger seitlich überstehenden Randbereiche der Reflektorschicht 28 beim Zusammenfügen des Trägers 26 und des Markers 5 beziehungsweise des Stanzteils 30, das als Halterungsbauteil im Marker Verwendung findet.
  • Es ist aber auch möglich, einen Träger 36, auf dessen Oberseite 37 eine seitlich über den Träger 36 vorstehende Reflektorschicht 38 angeordnet ist, in einem Stanzwerkzeug zu bearbeiten, das nicht in den Marker 5 eingebaut wird, sondern das als separates Werkzeug ausgebildet ist. Ein solches Werkzeug kann beispielsweise entsprechend der Darstellung der 7 eine Stützplatte 39 mit einem nach oben vorstehenden kreiszylindrischen Abschnitt 40 aufweisen, auf den der kreiszylindrische Träger 36 aufgesteckt wird. Der Träger 36 kann zu diesem Zweck eine komplementäre kreiszylindrische Vertiefung 41 an seiner Unterseite aufweisen.
  • Ein hülsenförmiges Stanzteil 42 wird dann von oben hier konzentrisch zur Stützplatte 39 vorgeschoben, dieses Stanzteil 42 trägt an seiner Unterseite eine kreisförmige Schneidkante 43, deren Durchmesser dem Durchmesser des Trägers 36 entspricht. Damit werden die seitlich über den Träger vorstehenden Teile der Reflektorschicht beim Vorschieben des Stanzteils 42 weggestanzt, man erhält nach Abnahme des Trägers 36 von der Stützplatte 39 ein Reflektorelement, welches in geeigneter Weise am Marker festgelegt werden kann. Die Festlegung kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß gemäß der Darstellung der 8 der Träger 36 in eine entsprechende Aufnahmeöffnung 44 des Markers 5 eingelegt wird. Diese Aufnahmeöffnung 44 kann einen mittigen Zentrierzapfen 45 tragen, der in die Vertiefung 41 des Trägers 36 eingreift, so daß mit anderen Worten der ringförmig nach unten abstehende Rand 46 des Trägers 36 in eine Ringnut 47 des Markers 5 eingeschoben wird, die durch die Aufnahmeöffnung 44 einerseits und den Zentrierzapfen 45 andererseits begrenzt wird.
  • Es ist gemäß der Darstellung der 9 auch möglich, daß der Träger 36 auf einen vom Marker 5 nach oben abstehenden Zapfen 48 aufgeschoben wird, in diesem Falle ist die Reflektorschicht 28 in einer Ebene oberhalb der Oberseite des Markers 5 angeordnet.
  • Das hülsenförmige Stanzteil kann auch die Form eines Ringes oder eines Stanzkörpers aufweisen, der ähnlich ausgebildet ist wie der Marker 5. In diesem Falle wird der Träger mit der auf ihm angeordneten Reflektorschicht nach dem Stanzvorgang nicht in der Stanzhülse belassen, sondern wieder entfernt und kann dann in eine entsprechend geformte Aufnahmeausnehmung im Marker oder einem in den Marker einsetzbaren Bauteil aufgenommen werden. Beim Einschieben des in dieser Weise vorgestanzten Reflektorelements in das Bauteil oder den Marker erfolgt dann kein Stanzvorgang mehr, sondern das Reflektorelement wird nur paßgenau in den Marker bzw. das Bauteil eingeschoben. Es ist dabei günstig, wenn eine solche Stanzhülse oder ein solches stanzendes Bauteil aus Metall ausgebildet ist, so daß die Stanzkante auch bei einer großen Zahl von Stanzvorgängen ihre Schärfe beibehält. Verwendet man den Marker oder ein den Träger aufnehmendes Bauteil als stanzendes Element, hängt die Standfestigkeit der Schneidkante sehr vom verwendeten Material ab, das bei einem Marker oder bei einem den Träger aufnehmenden Bauteil gegebenenfalls weniger resistent ausgebildet ist wie bei einem nur zu Stanzzwecken verwendeten Stanzteil. Beispielsweise könnten der Marker und/oder das den Träger aufnehmende Bauteil auch aus Kunststoff bestehen.
  • Grundsätzlich wäre es auch möglich, mit einem Stanzwerkzeug, wie es beispielsweise in 7 durch das Bezugszeichen 42 beschrieben wird, nicht nur die Reflektorschicht zu stanzen, sondern auch den darunter angeordneten Träger. Wenn dieser Träger eine größere Ausdehnung hat als die letztendlich gewünschte Ausdehnung, könnte entsprechend der Kontur der Schneidkante 43 durch einen Schnitt durch die Reflektorschicht 38 und den Träger 36 das Reflektorelement insgesamt auf eine Außenkontur gebracht werden, die der gewünschten Außenkontur entspricht.
  • Es ist dabei sogar vorstellbar, daß der Träger und die Reflektorschicht aus einem plattenförmigen Ausgangsmaterial herausgestanzt werden, dessen Ausdehnung wesentlich größer ist als die Ausdehnung des ausgestanzten Reflek torelements, aus einem solchen plattenförmigen Werkstück könnten dann auch mehrere Reflektorelemente ausgestanzt werden.

Claims (30)

  1. Reflektorelement für einen Marker eines chirurgischen Navigationssystems mit einer flächigen Reflektorschicht, die auf einem Träger aufliegt und die im Bereich einer definierten Fläche reflektierend wirkt, da durch gekennzeichnet, daß der Träger (26; 36) in dem Auflagebereich der Reflektorschicht (28; 38) eine Ausdehnung aufweist, die der definierten Fläche entspricht, und daß die Reflektorschicht (28; 38) als Stanzteil ausgebildet ist, dessen Außenkante längs des äußeren Randes des Trägers (26; 36) im Anlagebereich verläuft.
  2. Reflektorelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (26) eine den Auflagebereich (27) des Trägers (26) umgebende Vertiefung (29) zur Aufnahme des abgestanzten, über die definierte Fläche überstehenden Bereichs der Reflektorschicht (28) aufweist.
  3. Reflektorelement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (26; 36) Positioniervor- und/oder -rücksprünge (24, 25; 41, 46) aufweist, die mit entsprechenden Rück- beziehungsweise Vorsprüngen eines den Träger (26; 36) aufnehmenden Bauteils (5; 30) zusammenwirken und den Träger (26; 36) dadurch in dem Bauteil (5; 30) in einer definierten Position festlegen.
  4. Reflektorelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (36) eine Vertiefung (41) aufweist zur Aufnahme eines den Träger (36) an dem Bauteil (5) positionierenden Positionszapfens (45, 48) des Bauteils (5).
  5. Reflektorelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Träger (36) ein ringförmiger Positionsvorsprung (46) vorgesehen ist zum Eingriff in eine ringförmige Vertiefung (47) des Bauteils (5).
  6. Reflektorelement nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das den Träger (26; 36) aufnehmende Bauteil der Marker (5) ist.
  7. Reflektorelement nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das den Träger (26) aufnehmende Bauteil ein Stanzwerkzeug (30) ist mit einer der definierten Fläche entsprechenden Stanzkante (23), welches auf den Träger (26) derart aufgeschoben ist, daß die Stanzkante (23) bei der Aufschiebbewegung aus der Reflektorschicht (28) die definierte Fläche ausstanzt.
  8. Reflektorelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (30) einen den Träger (26) umgebenden Aufnahmeraum (31) für die abgestanzten Bereiche der Reflektorschicht (28) aufweist.
  9. Reflektorelement nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (5; 30) in seiner auf den Träger (26) vollständig aufgeschobenen Stellung die Reflektorschicht (28) dicht an dieser anliegend seitlich umgibt.
  10. Reflektorelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite des Bauteils (5; 30) in seiner auf den Träger (26) vollständig aufgeschobenen Stellung flächig mit der Reflektorschicht (28) abschließt.
  11. Reflektorelement nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (30) Vor- oder Rücksprünge (32) zur Positionierung des Bauteils (30) am Marker (5) aufweist.
  12. Reflektorelement für einen Marker eines chirurgischen Navigationssystems mit einer flächigen Reflektorschicht, die auf einem Träger aufliegt und die im Bereich einer definierten Fläche reflektierend wird, dadurch gekennzeichnet, daß die flächige Reflektorschicht (18) eine größere Ausdehnung aufweist als die definierte Fläche und daß der über die definierte Fläche überstehende Bereich der flächigen Reflektorschicht (18) von einer Abdeckung (13) überfangen ist, die die flächige Reflektorschicht (18) nur im Bereich der definierten Fläche freiläßt.
  13. Reflektorelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (13) durch den Marker (5) ausgebildet wird, der eine den Träger (16) mit der Reflektorschicht (18) in definierter Lage aufnehmende Aufnahmeausnehmung (11) aufweist, die im Bereich der Reflektorschicht (18) eine Öffnung aufweist mit einer Ausdehnung und Position, die der definierten Fläche entspricht.
  14. Reflektorelement nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Schicht (18; 28; 38) durch eine Folie aus reflektierendem Material gebildet wird.
  15. Reflektorelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Schicht (18; 28; 38) durch ein mit reflektierendem Material beschichtetes Plättchen gebildet wird.
  16. Reflektorelement nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Schicht (18; 28; 38) eben ist.
  17. Reflektorelement nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die definierte Fläche ein Kreis ist.
  18. Marker für ein chirurgisches Navigationssystem mit mindestens einem Reflektorelement nach einem der Ansprüche 1 bis 17.
  19. Marker nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Aufnahmeausnehmung (21) für einen mit einer Reflektorschicht (28) versehenen Träger (26) aufweist mit einer der definierten Fläche entsprechenden Stanzkante (23), welche beim Einschieben des Trägers (26) in die Aufnahmeausnehmung (21) aus der Reflektorschicht (28) die definierte Fläche ausstanzt.
  20. Marker nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Marker (5) einen den Träger (26) umgebenden Aufnahmeraum für die abgestanzten Bereiche der Reflektorschicht (28) aufweist.
  21. Marker nach einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Marker (5) bei in die Aufnahmeausnehmung (21) eingeschobenem Träger (26) die Reflektorschicht (28) dicht an dieser anliegend umgibt.
  22. Marker nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite des Markers (5) flächig mit der Reflektorschicht (28) abschließt.
  23. Marker nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Marker Halteglieder (34) aufweist, die den Träger (26) oder ein den Träger (26) aufnehmendes Bauteil (30) in definierter Position am Marker (5) festlegen.
  24. Marker nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Marker (5) einerseits und dem Träger (26) oder dem Bauteil (30) andererseits lösbar ist.
  25. Marker nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteglieder (34) elastisch verformbar sind und der Träger (26) oder das Bauteil (30) am Marker (5) durch eine elastische Schnappverbindung gehalten sind.
  26. Verfahren zum Versehen eines Markers eines chirurgischen Navigationssystems mit einer flächigen Reflektorschicht mit definierter Fläche und in einer definierten Position, dadurch gekennzeichnet, daß man auf einen Träger eine Reflektorschicht unverschieblich auflegt, die größer ist als die definierte Fläche, daß man die über die definierte Fläche hervorstehenden Bereiche der Reflektorschicht abdeckt oder durch einen Stanzvorgang entfernt und daß man den Träger in einer definierten Position in den Marker einsetzt.
  27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß man die über die definierte Fläche überstehenden Bereiche der Reflektorschicht mittels einer Abdeckhaube abdeckt, die eine der definierten Fläche entsprechende Öffnung aufweist.
  28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß man als Abdeckhaube ein Teil des Markers verwendet.
  29. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß man ein für den Stanzvorgang verwendetes Stanzwerkzeug zusammen mit dem von dem Stanzwerkzeug umgebenden Träger in den Marker einsetzt.
  30. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß man als Stanzwerkzeug ein den Träger aufnehmendes Teil des Markers verwendet.
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