DE102007041346A1 - Position measuring and guiding device - Google Patents
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Abstract
Positionsmess- und Führungseinrichtung (1, 67) mit einer Positionsmesseinheit zur Bestimmung der Position sowie einer Führungseinheit (4) zur berührungslosen Führung eines medizinischen Instruments im Körper eines Patienten, insbesondere eines Kapselendoskops im Rahmen einer Kapselendoskopie, wobei die Positionsmesseinheit der Positionsmess- und Führungseinrichtung (1, 67) einen, zumindest im Wesentlichen, hohlzylindrischen, insbesondere rohrförmigen, Trägerkörper (3) für wenigstens einen weiteren Bestandteil der Positionsmesseinheit aufweist, der in einem inneren Bereich der Führungseinheit (4) angeordnet ist.Position measuring and guiding device (1, 67) having a position measuring unit for determining the position and a guide unit (4) for non-contact guidance of a medical instrument in the body of a patient, in particular a capsule endoscope in the context of a capsule endoscopy, wherein the position measuring unit of the position measuring and guiding device ( 1, 67) has a, at least substantially, hollow cylindrical, in particular tubular, carrier body (3) for at least one further component of the position measuring unit, which is arranged in an inner region of the guide unit (4).
Description
Die Erfindung betrifft eine Positionsmess- und Führungseinrichtung mit einer Positionsmesseinheit zur Bestimmung der Position sowie einer Führungseinheit zur berührungslosen Führung eines medizinischen Instruments im Körper eines Patienten, insbesondere eines Kapselendoskops im Rahmen einer Kapselendoskopie.The The invention relates to a position measuring and guiding device with a position measuring unit for determining the position as well as a guide unit for non-contact leadership a medical instrument in the body of a patient, in particular a capsule endoscope as part of a capsule endoscopy.
Bei verschiedenen Untersuchungen und Eingriffen ist es erforderlich, ein medizinisches Instrument bzw. Gerät in den Körper eines Patienten einzubringen. Ein Beispiel ist die Kapselendoskopie, bei der eine in einer Kapsel enthaltene Digitalkamera verwendet wird, die der Patient schluckt und die dann auf ihrem Weg durch den Körper Bildaufnahmen erzeugt und an eine Empfangs- bzw. Speichereinheit versendet.at various examinations and interventions it is necessary a medical instrument or device in the body of a patient. An example is capsule endoscopy, using a digital camera contained in a capsule which the patient swallows and then on their way through generated the body image recordings and sent to a receiving or storage unit shipped.
Um bei derartigen Untersuchungen und Eingriffen einen größtmöglichen Nutzen zu erzielen, ist es von Vorteil, wenn die Position des medizinischen Instruments im Körper des Patienten bekannt ist und zudem eine gezielte Führung des medizinischen Instruments, insbesondere eine berührungslose Führung, möglich ist. Nur mit einer Kenntnis der Position ist es beispielsweise möglich, bei der Kapselendoskopie die Bildaufnahmen richtig entsprechenden Körperstellen zuzuordnen. Bestimmte Orte im Körper, die beispielsweise gezielt mit den Bildaufnahmen genauer angeschaut werden sollen, lassen sich gegebenenfalls nur mit der Möglichkeit zur Führung der Kapsel bzw. eines anderen medizinischen Instruments erreichen.Around in such investigations and interventions the greatest possible To gain benefit, it is beneficial if the position of the medical instrument known in the patient's body and also a targeted Guiding the medical instrument, in particular a non-contact guidance, is possible. For example, it is only possible to know the position in the capsule endoscopy, the images correspond correctly Assign body parts. Certain places in the body that For example, specifically targeted with the images should be possible, if necessary, only with the possibility for guiding the capsule or another medical Reach instruments.
Deswegen
werden verschiedentlich Positionsmess- und Führungseinrichtungen
alleine bzw. in Kombination miteinander verwendet und im Stand der
Technik beschrieben, beispielsweise in Form des aus der
Das
System zur berührungsfreien Bewegung eines magnetischen
Körpers, das in der
Dabei besteht das Problem, dass bei einer Kombination bekannter Positionsmess- und Führungseinrichtungen der zur Verfügung stehende Arbeitsbereich deutlich verkleinert oder beschränkt wäre bzw. für den Patienten, der im Innenbereich dieser Einrichtungen gelagert werden muss, nur wenig Raum zur Verfügung stünde. Eine integrierte Lösung für die Positionsmessung und Führung eines medizinischen Instruments, bei der eine Positionsmesseinheit und eine Führungseinheit bzw. deren einzelne Bauteile nicht nur mehr oder weniger unverbunden nebeneinander stehen bzw. bei der eine optimale Positionierung im Hinblick auf das Vermeiden eines Blockierens des zur Verfügung stehenden Arbeitsvolumens bzw. des für den Patienten zur Verfügung stehenden Raums erreicht würde, ist nicht bekannt.there there is the problem that when a combination of known position measuring and leadership facilities of the available Work area would be significantly reduced or limited or for the patient inside the facility must be stored, only little space would be available. An integrated solution for position measurement and management of a medical instrument in which a Position measuring unit and a guide unit or their individual components not only more or less unconnected side by side stand or in the optimal positioning in terms of avoiding blocking of the available Working volume or that available to the patient standing space is not known.
Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zu Grunde, eine diesbezüglich verbesserte Positionsmess- und Führungseinrichtung anzugeben.Of the Invention is thus the object of a basis in this respect to provide improved position measuring and guiding device.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Positionsmess- und Führungseinrichtung mit einer Positionsmesseinheit zur Bestimmung der Position sowie einer Führungseinheit zur berührungslosen Führung eines medizinischen Instruments im Körper eines Patienten, insbesondere eines Kapselendoskops im Rahmen einer Kapselendoskopie, vorgesehen, die sich dadurch auszeichnet, dass die Positionsmesseinheit der Positionsmess- und Führungseinrichtung einen, zumindest im Wesentlichen, hohlzylindrischen, insbesondere rohrförmigen, Trägerkörper für we nigstens einen Teil der Positionsmesseinheit aufweist, der in einem inneren Bereich der Führungseinheit angeordnet ist.to Solution to this problem is a position measuring and guiding device with a position measuring unit for determining the position and a Guide unit for non-contact guidance of a medical instrument in the body of a patient, in particular a capsule endoscope in the context of a capsule endoscopy, provided, which is characterized in that the position measuring unit of the Position measuring and guiding device one, at least essentially, hollow cylindrical, in particular tubular, Carrier body for at least one part the position measuring unit, which in an inner region the guide unit is arranged.
Die Positionsmess- und Führungseinrichtung gemäß der Erfindung ist somit in einer integrierten Form mit einer Positionsmesseinheit sowie einer Führungseinheit ausgebildet, derart, dass die Sensorik und gegebenenfalls weitere (wesentliche) Bestandteile für die Positionsmessung im Innenbereich eines Systems für die berührungslose Führung des medizinischen Instruments in Form eines bzw. auf und/oder an einem einheitlichen Trägerkörper angeordnet sind. Die Positionssensorik ist also auf einem zumindest näherungsweise oder auch exakt hohlzylindrischen Träger aufgebracht, der sich als Positionsmessrohr bezeichnen lässt. Auf bzw. an diesem Trägerkörper sind, gegebenenfalls in diesen integriert, Spulen für eine elektromagnetische Positionsbestimmung und/oder weitere Teile zur Positionsmessung angeordnet. Dabei kann es auf Grund verschiedener (mehr oder weniger in das Rohr integrierter) Bestandteile der Positionsmesseinheit wie Spulen bei einem auf einem elektromagnetischen Wirkprinzip basierenden Positionsmesssystem bzw. einer entsprechenden Positionsmesseinheit zu Abweichungen von der exakten zylindrischen Form kommen. Wesentlich ist jedoch für die Erfindung, dass die Hauptbestandteile bzw. Teile der Positionsmesseinheit insgesamt in ein Positionsmessrohr bzw. einen Körper, der weitgehend die Form eines Zylinders aufweist, integriert bzw. an diesem angeordnet sind. Der Hohlzylinder muss dabei nicht zwangsläufig einen runden, sondern kann auch einen elliptischen bzw. eckigen Querschnitt aufweisen.The position measuring and guiding device according to the invention is thus embodied in an integrated form with a position measuring unit and a guide unit, such that the sensor system and optionally further (essential) components for position measurement in the interior of a system for non-contact guidance of the medical instrument in shape one or are arranged on and / or on a unitary carrier body. The position sensor is thus applied to an at least approximately or exactly hollow cylindrical carrier, which can be described as a position measuring tube. On or on this support body, if necessary integrated in these, coils for an electromagnetic position determination and / or further parts for position measurement are arranged. Due to different (more or less integrated into the tube) components of the position measuring unit such as coils in a position based on an electromagnetic operating principle position measuring system or a corresponding position measuring unit deviations from the exact cylindrical shape can come. However, it is essential for the invention that the main components or parts of the position measuring unit as a whole are integrated into or arranged on a position measuring tube or a body which has substantially the shape of a cylinder. The hollow cylinder does not necessarily have a round, but may also have an elliptical or angular cross-section.
Die zylinderförmige Positionsmesseinheit wirkt dann, je nach dem Funktionsprinzip, auf dem sie aufbaut, mit anderen Bestandteilen der Positionsmess- und Führungseinrichtung zusammen, beispielsweise mit einem LC-Schwingkreis im bzw. am medizinischen Instrument selbst bzw. mit Steuerungseinrichtungen usw.The cylindrical position measuring unit then acts, depending on the functional principle on which it is based, with other components the position measuring and guiding device together, for example with an LC resonant circuit in or on the medical instrument itself or with control devices etc.
Durch die röhrenförmige, z. B. einen runden Querschnitt aufweisende, Ausbildung der Positionsmesseinheit bzw. des Trägerkörpers, insbesondere des Spulensystems einer elektromagnetischen Positionsmesseinheit, wird der zur Verfügung stehende Arbeitsbereich bzw. der für die Patientenlagerung vorgesehene Raum nicht unnötig versperrt. Vielmehr wird eine optimale Röhrenform bereitgestellt, wie sie beispielsweise als Arbeitsbereich in der Magnetresonanztomographie bekannt ist. Das Positionsmessrohr bzw. die Positionsmesseinheit mit der hohlzylindrischen Form, in der gegebenenfalls verschiedene Bestandteile für die Positionsmessung integriert sind, ist insgesamt im Innenbereich eines Systems zur berührungslosen Führung des medizinischen Instruments angeordnet. Damit ist nicht nur durch den hohlzylindrischen Trägerkörper der Positionsmesseinheit selbst eine genaue Positionierung der Komponenten des Positionsmesssystems relativ zueinander gegeben, sondern es ist zudem durch das Ineinanderschachteln der Positionsmesseinheit und der Führungseinheit eine exakte Positionierung der Positionsmesseinheit im Hinblick auf das Führungssystem bzw. die Führungseinheit realisiert. Die Anordnung im Innenbereich einer hierzu entsprechend ausgebildeten Führungseinheit ermöglicht eine problemlose Montage sowie eine Positionierung mit der geforderten bzw. gewünschten Genauigkeit. Durch die Führungseinheit, die die Positionsmesseinheit umgibt, die also um die Positionsmesseinheit herum angeordnet ist, wird verhindert, dass einzelne Bestandteile für die Positionsmessung bzw. die Führung sich gegenseitig im Weg stehen bzw. blockieren und entsprechend aufwendig Bauteil für Bauteil aufeinander abgestimmt angeordnet werden muss.By the tubular, z. B. a round cross-section having, formation of the position measuring unit or of the carrier body, in particular of the coil system of an electromagnetic position measuring unit, becomes the available work area or the space reserved for patient positioning is not unnecessary blocked. Rather, an optimal tubular shape is provided, as, for example, as a workspace in magnetic resonance imaging is known. The position measuring tube or the position measuring unit with the hollow cylindrical shape, in which optionally different components integrated for the position measurement is total in the interior of a system for contactless guidance arranged the medical instrument. This is not only through the hollow cylindrical carrier body of the position measuring unit even an exact positioning of the components of the position measuring system given relative to each other, but it is also by nesting the position measuring unit and the guide unit an exact Positioning the position measuring unit with regard to the guidance system or realized the leadership unit. The arrangement in the interior a trained accordingly leadership unit enables easy installation and positioning with the required or desired accuracy. By the Guide unit surrounding the position measuring unit, the is thus arranged around the position measuring unit around, is prevented that individual components for the position measurement or the leadership stand or block each other's way and correspondingly complex component by component to each other must be arranged in a coordinated manner.
Besonders vorteilhaft ist es natürlich, wenn die umgebende Führungseinheit ihrerseits, zumindest im Wesentlichen, (hohl-)zylindrisch bzw. als im Wesentlichen hohlzylindrischer Körper (mit einem dem Trägerkörper der Positionsmesseinheit entsprechendem inneren Querschnitt) ausgebildet ist, da in diesem Fall die Formen aufeinander abgestimmt sind und ein einfaches Ineinanderschieben der Positionseinheit sowie der Führungseinheit bei korrespondierenden Formen möglich ist.Especially Of course, it is advantageous if the surrounding guide unit in turn, at least substantially, (hollow) cylindrical or as essentially hollow cylindrical body (with a the Carrier body of the position measuring unit according to inner cross-section) is formed, since in this case the forms are matched and a simple nesting the position unit and the management unit with corresponding Shapes is possible.
Mit besonderem Vorteil ist die Positionsmesseinheit als elektromagnetische Positionsmesseinheit und/oder die Führungseinheit als magnetische Führungseinheit ausgebildet. Für die Positionsmessung wird also ein elektromagnetisches Wirkprinzip verwendet, während die Führung vorteilhafterweise magnetisch erfolgt. Hierzu ist gegebenenfalls im medizinischen Instrument bzw. am medizinischen Instrument wenigstens ein entsprechender Sensor bzw. ein Wirkelement anzubringen, zum Beispiel für die Positionsmessung eine Induktionsspule und für die Führung ein Permanentmagnet. Eine magnetische Führungseinheit ist dann zweckmäßigerweise als Elektromagnet mit einer in der Regel (kreis-)zylindrischen Öffnung bzw. Bohrung ausgebildet, in die die zylindrische Positionsmesseinheit eingeschoben werden kann, wozu die Größen der beiden Röhren aufeinander abzustimmen sind. Bei einer hohlzylindrischen Ausbildung der Positionsmesseinheit mit einem kreisförmigen äußeren Querschnitt passt diese anders als die aus dem Stand der Technik bekannten quaderförmigen bzw. kubischen Positionsdetektionssysteme optimal in den meist ebenfalls einen runden Querschnitt aufweisenden Innenraum eines Magneten.With particular advantage is the position measuring unit as electromagnetic Position measuring unit and / or the guide unit as magnetic Guidance unit formed. For the position measurement So an electromagnetic principle of action is used while the guide advantageously takes place magnetically. For this is possibly in the medical instrument or medical Instrument at least one corresponding sensor or an active element to attach, for example, for the position measurement a Induction coil and a permanent magnet for the guide. A magnetic guide unit is then expediently as an electromagnet with a generally (circular) cylindrical opening or bore formed in the cylindrical position measuring unit what can the sizes of the two tubes are matched. In a hollow cylindrical Formation of the position measuring unit with a circular outer Cross-section fits these differently than those of the prior art known cuboid or cubic position detection systems optimal in the most also having a round cross-section Interior of a magnet.
Der hohlzylindrische Trägerkörper der Positionsmesseinheit kann, zumindest im Wesentlichen, aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff bestehen und/oder eine Dicke von einigen mm, insbesondere im Bereich von 2 bis 10 mm und besonders von etwa 4 mm bzw. im Bereich von 4 bis 6 mm, aufweisen. Der Innendurchmesser kann etwa 600 mm betragen. Ein typischer Bereich liegt bei 590 mm bis 710 mm. Das Positionsmessrohr wird also vorteilhafterweise aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff (GFK) ausgebildet, zumindest soweit es sich nicht um zwangsläufig aus anderen Materialien bestehende funktionelle Bestandteile wie die Spulen einer elektromagnetischen Positionsmesseinheit handelt. Dies bietet den Vorteil, dass somit der Grundkörper (ohne die funktionellen Bestandteile) der Positionsmesseinheit nicht magnetisch und auch nicht leitend ist, so dass es durch den zylindrischen Grundkörper selbst nicht zu Störungen bei der Positionsmessung bzw. der Führung des medizinischen Instruments kommt.Of the hollow cylindrical carrier body of the position measuring unit can, at least essentially, made of a glass fiber reinforced Consist of plastic and / or a thickness of a few mm, in particular in Range of 2 to 10 mm and especially of about 4 mm or in the range from 4 to 6 mm. The inner diameter can be about 600 mm be. A typical range is 590 mm to 710 mm. The Position measuring tube is thus advantageously made of a glass fiber reinforced Plastic (GRP) formed, at least as far as it is not inevitable functional components made of other materials such as the coils of an electromagnetic position measuring unit acts. This offers the advantage that thus the main body (without the functional components) of the position measuring unit non-magnetic and also not conductive, so it is through the cylindrical body itself not to disturbances in the position measurement or the Leadership of the medical instrument comes.
Die Dicke des Positionsmessrohrs liegt vorteilhafterweise im Bereich von einigen mm, um die notwendige Stabilität zu gewährleisten. Ein typischer geeigneter Wert sind 4 mm. Selbstverständlich sind aber ebenso andere Wandstärken bzw. über die Länge des Positionsmessrohres variierende Wandstärken denkbar, insbesondere im Bereich von 4 bis 6 mm.The Thickness of the position measuring tube is advantageously in the range of a few mm to ensure the necessary stability. A typical suitable value is 4 mm. Of course but are also other wall thicknesses or over the length of the position measuring tube varying wall thicknesses conceivable, in particular in the range of 4 to 6 mm.
Bei Vorliegen einer elektromagnetischen Positionsmesseinheit kann an der Innenseite des, zumindest im Wesentlichen, hohlzylindrischen Trägerkörpers der Positionsmesseinheit wenigstens eine Empfangseule (als wesentlicher Bestandteil der Positionsmesseinheit) angeordnet sein, insbesondere in wenigstens einem an der Innenseite des im Wesentlichen hohlzylindrischen Trägerkörpers befestigten Gehäuse, gegebenenfalls in zwei an entgegen gesetzten Seiten des hohlzylindrischen Trägerkörpers befestigten Gehäusen. Der im Wesentlichen oder exakt hohlzylindrische Körper weist also eines bzw. mehrere Gehäuse auf, die für die Aufnahme von Empfangsspulen ausgebildet sind und am Innenmantel bzw. im Bereich der inneren Oberfläche des Mantels des Zylinders angeordnet sind. Typischerweise sind zwei oder sogar mehr Gehäuse für die Empfangsspulen vorgesehen. Diese Gehäuse können an den inneren Mantelbereich des Zylinders angeklebt sein. Dabei können die Gehäuse je nach Bedarf für wenigstens eine Empfangsspule bzw. ein Array von Empfangsspulen ausgebildet sein. Beispielsweise ist eine Ausbildung denkbar, in der für die Aufnahme von Empfangsspulenarrays ein Gehäuse bzw. eine Box an der Oberseite des horizontal liegenden Zylinders und drei weitere Gehäuse, getrennt durch Schienen zur Führung einer Patientenliege, im unteren Bereich angeordnet sind. Alternativ kann im unteren Bereich zwischen den Schienen für die Patientenliege lediglich ein einziges Gehäuse vorgesehen sein. Dabei können die Gehäuseoberseiten, also die nicht an den inneren Zylindermantel angeklebten Seiten, unterschiedlich ausgebildet sein. Typischerweise bietet sich eine ebene Gehäuseoberseite an.In the presence of an electromagnetic position measuring unit, at least one receiving column (as an essential component of the position measuring unit) can be arranged on the inside of the at least substantially hollow cylindrical carrier body of the position measuring unit, in particular in at least one housing fastened to the inside of the essentially hollow-cylindrical carrier body, optionally in two housings fastened to opposite sides of the hollow-cylindrical carrier body. The substantially or exactly hollow cylindrical body thus has one or more housings, which are designed to receive receiving coils and are arranged on the inner casing or in the area of the inner surface of the jacket of the cylinder. Typically, two or even more housings are provided for the receiver coils. These housings can be glued to the inner shell region of the cylinder. The housing may be formed as needed for at least one receiving coil or an array of receiving coils. For example, an embodiment is conceivable in which a housing or a box on the upper side of the horizontal cylinder and three further housings, separated by rails for guiding a patient bed, are arranged in the lower area for receiving receiving coil arrays. Alternatively, only a single housing may be provided in the lower region between the rails for the patient bed. The upper sides of the housing, that is to say the sides which are not glued to the inner cylinder jacket, can be designed differently. Typically, a flat housing top offers.
Ebenso denkbar sind aber auch Gehäuseoberseiten mit Stufen und dergleichen.As well conceivable are also housing tops with steps and like.
Jedes elektromagnetische Positionsmesssystem hat Empfangspulen-Sendespulen sind hingegen nicht unbedingt erforderlich, wenn das zu ortende medizinische Instrument selbst sendet.each electromagnetic position measuring system has receiving coil transmitting coils on the other hand, are not necessarily required if the one to be located medical instrument sends itself.
Bei einer elektromagnetischen Positionsmesseinheit kann der (im Wesentlichen) hohlzylindrische Trägerkörper der Positionsmesseinheit auf seiner äußeren Oberfläche wenigstens eine Nut zur Aufnahme wenigstens einer Sendespule als weiterer Bestandteil der Positionsmesseinheit aufweisen, insbesondere eine an die Form der Sendespule angepasste Nut. Bei mehreren Sendespulen kann die Nut entsprechend eine Form aufweisen, die zur Aufnahme mehrerer Sendespulen geeignet ist.at an electromagnetic position measuring unit may be the (essentially) hollow cylindrical carrier body of the position measuring unit at least on its outer surface a groove for receiving at least one transmitting coil as another component have the position measuring unit, in particular a to the shape the transmission coil adapted groove. With several transmitting coils, the Groove corresponding to a shape that can accommodate several Transmitter coils is suitable.
Des Weiteren kann wenigstens eine Sendespule in einer Nut verklebt sein und/oder wenigstens eine Nut mit wenigstens einer darin aufgenommenen Sendespule versiegelt sein. Vorteilhafterweise werden die Spulen zunächst in die Nuten eingeklebt, woraufhin anschließend die Nuten versiegelt werden, um so eine einheitliche und ebene äußere Begrenzungsfläche bzw. ein entsprechendes äußeres Finish zu erhalten. Die Versiegelung kann wiederum mit Klebstoff bzw. mit Epoxidharz und anderen geeigneten Materialien erfolgen.Of Furthermore, at least one transmitting coil can be glued in a groove and / or at least one groove with at least one received therein Transmitter coil be sealed. Advantageously, the coils first glued into the grooves, whereupon subsequently the grooves are sealed so as to have a uniform and flat outer boundary surface or to obtain a corresponding outer finish. The seal can in turn with adhesive or with epoxy resin and other suitable materials.
Bei einer elektromagnetischen Positionsmesseinheit mit Sendespulen kann wenigstens eine Sendespule mit einer einzelnen Leiterschicht oder mit zwei Leiterschichten mit wenigstens einer, insbesondere mit einigen, Windungen ausgebildet sein, insbesondere mit Windungen aus einem Kupferdraht und/oder einem lackierten und/oder einem einen runden Querschnitt aufweisenden Draht.at an electromagnetic position measuring unit with transmitting coils can at least one transmitting coil with a single conductor layer or with two conductor layers with at least one, in particular with some, Windings be formed, in particular with turns of a Copper wire and / or a lacquered and / or a round one Cross-section wire.
Die Sendespulen werden also typischerweise einlagig, gegebenenfalls auch mehrlagig, angeordnet, wobei eine Lage jeweils einige Wicklungen beispielsweise eines runden lackierten Kup ferdrahts aufweist. Diese Lagen werden dann z. B. in die vorstehend beschriebenen Nuten eingeklebt.The Transmitting coils are therefore typically single-layer, if necessary also multi-layered, arranged, with one layer in each case a few windings, for example a round painted Kup ferdrahts has. These layers will be then z. B. glued into the grooves described above.
Durch die fixe Anordnung der Sende- und Empfangsspulen bei einem elektromagnetischen Positionsmesssystem am bzw. im Bereich des hohlzylindrischen Trägerkörpers ergibt sich eine detailliert feststehende und exakte Anordnung, ermöglicht durch die Integration in ein einziges Bauteil, nämlich das Positionsmessrohr. Dadurch sind die Relativpositionen der einzelnen Bestandteile (bei anderen Funktionsprinzipien gegebenenfalls anders ausgebildeter Bestandteile) unveränderbar und somit bekannt.By the fixed arrangement of the transmitting and receiving coils in an electromagnetic Position measuring system on or in the region of the hollow cylindrical carrier body results in a detailed fixed and exact arrangement, made possible by integration into a single component, namely the position measuring tube. As a result, the relative positions the individual constituents (with other functional principles if necessary otherwise formed components) unchangeable and thus known.
Die Führungseinheit kann mit einer, zumindest im Wesentlichen, zylindrischen Öffnung, insbesondere bei einer magnetischen Führungseinheit als Magnet mit einer zylindrischen inneren Röhre bzw. Bohrung, zur Aufnahme der Positionsmesseinheit ausgebildet sein. Die Führungseinheit ist also insgesamt bzw. zumindest bezüglich ihrer (gegebenenfalls durchgehenden) Öffnung bzw. einer inneren Oberfläche zylindrisch bzw. als Hohlzylinder ausgebildet, so dass das Positionsmessrohr der Positionsmesseinheit bei sich vorteilhafterweise entsprechenden Querschnittsformen direkt in die Öffnung bzw. die so entstehende Röhre eingeschoben werden kann, so dass sich eine im Hinblick auf den Platzverbrauch optimale Anordnung ergibt. Dadurch ist eine leichte und exakte Positionierung des Positionsmesssystems bzw. der -einheit innerhalb des magnetischen Führungssystems möglich.The Leadership unit may be associated with one, at least in essence, cylindrical opening, in particular in a magnetic Guide unit as a magnet with a cylindrical inner Tube or bore, designed to receive the position measuring unit be. The guide unit is thus in total or at least with regard to their (possibly continuous) opening or an inner surface cylindrical or as a hollow cylinder formed so that the position measuring tube of the position measuring unit with advantageously corresponding cross-sectional shapes directly inserted into the opening or the resulting tube so that can be one in terms of space usage optimal arrangement results. This is an easy and accurate positioning of the position measuring system or the unit within the magnetic Guidance system possible.
Damit ein Anordnen ineinander problemlos möglich ist, ist die (im Wesentlichen) zylindrische Öffnung des Führungssystems größer als der (bei mehreren Durchmessern bei einem Abweichen von einem kreisförmigen Querschnitt größte) äußere Durchmesser des hohlzylindrischen Trägerkörpers der Positionsmesseinheit ausgebildet, insbesondere um einige Millimeter größer, und/oder der hohlzylindrische Trägerkörper der Positionsmesseinheit ist länger als die im wesentlichen zylindrische (und gegebenenfalls durchgehende) Öffnung der Führungseinheit aus gebildet, insbesondere um einige Zentimeter länger. Falls der innere Durchmesser beispielsweise eines Führungsmagneten als Führungseinheit um 1 bis 4 mm, typischerweise 2 mm, größer ist als der äußere Durchmesser des Zylinders des Positionsmesssystems, ist ein einfaches Einführen des Zylinders des Positionsmesssystems in den Führungsmagneten möglich. Wenn der zylindrische Körper einige Zentimeter länger ist als die innere Öffnung/Bohrung bzw. die innere Röhre der Führungseinheit, ermöglicht dies, dass der Zylinder der Positionsmesseinheit mit Montageelementen justiert werden kann, die an dem vorstehenden Bereich befestigt werden bzw. hier angreifen und diesen beispielsweise mit Endplatten der Führungseinheit und dergleichen verbinden.In order for them to be arranged in one another without problems, the (essentially) cylindrical opening of the guide system is larger than the (largest diameter for a deviation from a circular cross section) outer diameter of the hollow cylindrical carrier body of the position measuring unit, in particular by a few millimeters larger, and / or the hollow cylindrical carrier body of the position measuring unit is formed longer than the substantially cylindrical (and optionally continuous) opening of the guide unit, in particular by a few centimeters longer. If the inner diameter, for example ei If the guide magnet as a guide unit is larger by 1 to 4 mm, typically 2 mm, than the outer diameter of the cylinder of the position measuring system, a simple insertion of the cylinder of the position measuring system into the guide magnet is possible. If the cylindrical body is a few centimeters longer than the inner opening / bore or inner tube of the guide unit, this allows the cylinder of the position measuring unit to be adjusted with mounting members that attach to and engage the protruding area and, for example, this connect with end plates of the guide unit and the like.
Der Querschnitt des hohlzylindrischen Trägerkörpers und/oder einer zylindrischen Öffnung der Führungseinheit kann zumindest im Wesentlichen kreisförmig oder elliptisch oder rechteckig sein. Auch andere Formen bzw. leichte Abweichungen von den genannten Formen sind denkbar.Of the Cross section of the hollow cylindrical carrier body and / or a cylindrical opening of the guide unit may be at least substantially circular or elliptical or rectangular. Also other forms or slight deviations of the forms mentioned are conceivable.
Die Führungseinheit kann mit wenigstens einer Endplatte ausgebildet sein. Typischerweise sind an beiden Enden der Führungseinheit, die die Positionsmesseinheit umgibt, derartige Endplatten vorgesehen, an denen unter anderem ein an den jeweiligen Enden vorstehendes Rohr der Positionsmesseinheit fixiert werden kann, ohne dass im Innenbereich die Entkopplung von Positionsmesseinheit und Führungseinheit in Frage gestellt wäre.The Guide unit can be formed with at least one end plate be. Typically, at both ends of the guide unit, surrounding the position measuring unit, such end plates are provided, where, inter alia, at the respective ends above Pipe of the position measuring unit can be fixed without im Indoors the decoupling of position measuring unit and guide unit would be questioned.
Darüber hinaus kann wenigstens ein Befestigungsmittel zur Befestigung der Positionsmesseinheit bzw. des Trägerkörpers in bzw. an der Führungseinheit vorgesehen sein, insbesondere zur Befestigung an wenigstens einer Endplatte der Führungseinheit. Die Positionsmess- und Führungseinrichtung weist also in der Regel mehrere Befestigungsmittel auf, mit denen die Positionsmesseinheit bzw. der Trägerkörper, also das zylindrische Rohr, relativ zur Führungseinheit, beispielsweise zu dem Magneten eines magnetischen Führungssystems, fixiert bzw. montiert wird. Beispielsweise kann die Positionsmesseinheit mit Hilfe der Befestigungsmittel bzw. Montagemittel an zwei Endplatten eines Führungsmagneten einer magnetischen Führungseinheit befestigt werden. Im Inneren der beiden Einheiten besteht dann keine Verbindung, so dass dementsprechend eine mechanische Entkopplung vorliegt.About that In addition, at least one fastening means for fastening the Position measuring unit or the carrier body in or be provided on the guide unit, in particular for attachment to at least one end plate of the guide unit. The position measuring and guiding device thus has in usually several fasteners on which the position measuring unit or the carrier body, so the cylindrical tube, relative to the guide unit, for example to the magnet a magnetic guide system, is fixed or mounted. For example, the position measuring unit by means of the fastening means or mounting means on two end plates of a guide magnet a magnetic guide unit are attached. Internally the two units are then disconnected, so that accordingly there is a mechanical decoupling.
Beispielsweise kann wenigstens ein Befestigungsmittel ein Montageblock sein, insbesondere ein Montageblock, der an dem hohlzylindrischen Trägerkörper der Positionsmesseinheit und an einer Endplatte der Führungseinheit angreift. Es werden also einer bzw. mehrere Montageblöcke verwendet, die auf der einen Seite am Positionsmessrohr befestigt sind, auf der anderen Seite an der Endplatte der Führungseinheit bzw. einem anderen Bestandteil der Führungseinheit, um so diese beiden Einheiten gegeneinander zu fixieren.For example At least one fastening means may be a mounting block, in particular a mounting block, which on the hollow cylindrical carrier body the position measuring unit and an end plate of the guide unit attacks. So it will be one or more mounting blocks used, which are mounted on one side of the position measuring tube, on the other side on the end plate of the guide unit or any other component of the management unit so fix these two units against each other.
Außerdem kann wenigstens ein Befestigungsmittel ein Montagering und/oder -flansch sein, insbesondere ein Montagering und/oder -flansch, der den hohlzylindrischen Trägerkörper der Positionsmesseinheit äußerlich umschließt und/oder den Trägerkörper in seiner Form stabilisiert. Der Montagering kann ein Flansch sein, der bezüglich des inneren Durchmessers an den äußeren Durchmesser des (runden) Positionsmessrohres angepasst ist bzw. durch Schrauben an diesem und/oder einer Endplatte einer Führungseinheit befestigt wird. Über Positionierungspins kann der Rotationswinkel zwischen dem Positionsmessrohr und dem Flansch bestimmt werden. Weitere Positionierungspins können bei der Verbindung mit der Endplatte zum Einsatz kommen.Furthermore At least one fastening means may be a mounting ring and / or be flange, in particular a mounting ring and / or flange, the hollow cylindrical carrier body of the position measuring unit externally encloses and / or the carrier body stabilized in its shape. The mounting ring can be a flange, with respect to the inner diameter of the outer Diameter of the (round) position measuring tube is adjusted or by Screws on this and / or an end plate of a guide unit is attached. About positioning pins, the rotation angle be determined between the position measuring tube and the flange. Additional positioning pins can be used when connecting with the end plate are used.
Beispielsweise kann die Positionsmesseinheit bzw. der Trägerkörper mit Hilfe wenigstens eines Langlochs wenigstens eines Befestigungsmittels und/oder der Positionsmesseinheit und/oder wenigstens eines Abstandhalters verstellbar sein. Es kann also eine Verstellbarkeit dadurch realisiert werden, dass die Montagemittel und gegebenenfalls auch das zylindrische Rohr der Positionsmesseinheit Langlöcher aufweisen, wo bei beispielsweise Langlöcher in Montageblöcken in radialer Richtung bezüglich einer zylindrischen Führungseinheit, insbesondere bezüglich eines Führungsmagneten, vorgesehen sein können, die zusammen mit Langlöchern im Positionsmesszylinder in azimutaler Richtung eine Verstellbarkeit ermöglichen. Durch Abstandshalter geeigneter Dicke unter den Befestigungsmitteln bzw. Montageblöcken wird dann insgesamt eine radiale (konzentrische), azimutale und auch axiale Anpassbarkeit des Zylinders des Positionsmesssystems relativ zur Führungseinheit ermöglicht.For example can the position measuring unit or the carrier body with the help of at least one slot at least one fastener and / or the position measuring unit and / or at least one spacer be adjustable. It can therefore realized an adjustability be that the mounting means and possibly also the cylindrical Have tube of the position measuring unit slots, where at For example, slots in mounting blocks in radial direction with respect to a cylindrical guide unit, in particular with regard to a guide magnet, can be provided, which together with oblong holes in the position measuring cylinder in the azimuthal direction an adjustability enable. By spacers of appropriate thickness below the fasteners or mounting blocks is then total a radial (concentric), azimuthal and axial adaptability the cylinder of the position measuring system relative to the guide unit allows.
Vorteilhafterweise ist die Verstellung bzw. Justage in allen drei Richtungen als insgesamt dreidimensionale Anpassung möglich, da nur so eine exakte und akkurate Positionierung der bei einem elektromagnetischen Positionsmesssystem vorhandenen Empfangsspulen und gegebenenfalls auch vorhandener Sendespulen relativ zu den Spulen eines magnetischen Führungssystems, die elektromagnetische Interferenzen mit dem Positionsmesssystem bzw. der Positionsmesseinheit verursachen, erreicht werden kann. Dann ist es möglich, anhand der bekannten relativen Positionen, die dann fest eingehalten werden, die elektromagnetischen Interferenzen mittels einer Software für das Positionsmesssystem der Einrichtung zu kompensieren.advantageously, is the adjustment in all three directions as a whole Three-dimensional adaptation possible, because only as an exact and accurate positioning of an electromagnetic position sensing system existing receiver coils and possibly also existing transmit coils relative to the coils of a magnetic guidance system, the electromagnetic interference with the position measuring system or cause the position measuring unit, can be achieved. Then is it possible, based on the known relative positions, which are then firmly adhered to, the electromagnetic interference by means of a software for the position measuring system of the device to compensate.
Wenigstens ein Befestigungsmittel kann derart ausgebildet sein, dass die Positionsmesseinheit, insbesondere der Trägerkörper, bezüglich der Führungseinheit in axialer und/oder radialer und/oder azimutaler Richtung verstellbar ist, insbesondere mittels wenigstens einer Stellschraube.At least one fastening means may be designed such that the position measuring unit, in particular the carrier body, is adjustable relative to the guide unit in the axial and / or radial and / or azimuthal direction, in particular with at least one set screw.
Beispielsweise können drei oder mehr Montageblöcke verwendet werden, mit deren Hilfe die Positionsmesseinheit relativ zur Führungseinheit fixierbar ist. Diese Befestigungsmittel ermöglichen dann eine Verstellbarkeit des Positionsmessrohrs relativ zur Führungseinheit, beispielsweise relativ zum Magneten bei einer magnetischen Führungseinheit, wobei diese Verstellbarkeit vorteilhafterweise in drei verschiedenen Achsen, also axial im Bezug auf die Langsachse der Positions mess- und Führungseinrichtung (also in Liegerichtung eines Patienten), radial in Richtung des Radius des zylindrischen Körpers der Positionsmesseinheit und azimutal in Umfangsrichtung des zylindrischen Körpers der Positionsmesseinheit, gegeben ist.For example can use three or more mounting blocks be, with the help of the position measuring unit relative to the guide unit can be fixed. These fasteners then allow a Adjustability of the position measuring tube relative to the guide unit, for example, relative to the magnet in a magnetic guide unit, this adjustability advantageously in three different Axes, ie axially with respect to the longitudinal axis of the positions and guide device (ie in the direction of a patient), radially in the direction of the radius of the cylindrical body of Position measuring unit and azimuthal in the circumferential direction of the cylindrical Body of the position measuring unit, is given.
Die Positionsmesseinheit bzw. der Trägerkörper kann bezüglich der Führungseinheit mit einer Einstelltoleranz von weniger als (bzw. im Bereich von) 0,1 mm verstellbar sein.The Position measuring unit or the carrier body can with respect to the guide unit with a setting tolerance be less than (or in the range of) 0.1 mm adjustable.
Um eine möglichst genaue Einstellung der Position der Positionsmesseinheit relativ zur Führungseinheit zu ermöglichen (beispielsweise für eine zuverlässige Berechnung von elektromagnetischen Störungseinflüssen des Führungssystems auf das Positionsmesssystem), sollte die Justagegenauigkeit im Bereich von 0,1 mm liegen bzw. höher sein. Eine derart hohe Justagegenauigkeit ist beispielsweise deshalb erforderlich, weil bei einem elektromagnetischen Positionsmesssystem mit einem magnetischen Führungssystem die Navigationsspulen des Navigationsmagneten für die Führung des medizinischen Instruments als elektrisch leitende Objekte Störkörper für die elektromagnetische Positionsmesseinheit der Positionsmess- und Führungseinrichtung darstellen. Wenn allerdings durch die Justage und Fixierung eine feste Position des Positionsmessrohrs mit seinen Bestandteilen relativ zum Navigationsmagneten bzw. zur Führungseinheit erreicht werden kann, lässt sich der Störeinfluss der Navigationsspulen bei der Positionsbestimmung „herausrechnen". Durch eine genaue Justage, wie sie je nach konkreter Ausgestaltung z. B. bei einer Einstelltoleranz von unter 0,1 mm gegeben ist, lässt sich ohne einen übermäßigen experimentellen Kalibrieraufwand die erforderliche Genauigkeit bei der Berechnung erreichen. Die Verwendung von Stellschrauben zur Verstellung der Positionen der Positionsmesseinheit relativ zur Führungseinheit stellt dabei eine besonders einfache Möglichkeit zur Verstellung bzw. Einstellung dar. Mit einer Schraubenführung von etwa 1 mm pro Umdrehung lässt sich eine Genauigkeit im Bereich von 0,1 mm oder besser erreichen.Around the most accurate possible adjustment of the position of the position measuring unit relative to the guide unit to enable (for example for a reliable calculation of electromagnetic interference of the guidance system on the position measuring system) should the alignment accuracy is in the range of 0.1 mm or higher be. Such a high alignment accuracy is, for example, therefore required, because in an electromagnetic position measuring system with a magnetic guidance system the navigation coils of the navigation magnet for the leadership of the medical Instruments as electrically conductive objects Störkörper for the electromagnetic position measuring unit of the position measuring and guide device. If, however, through the adjustment and fixation a fixed position of the position measuring tube with its components relative to the navigation magnet or to Leadership unit can be achieved, can be eliminate the disturbing influence of the navigation coils during position determination. By an exact adjustment, as they are depending on the concrete design z. B. is given at a setting tolerance of less than 0.1 mm leaves itself without an excessive experimental Calibration effort The required accuracy in the calculation to reach. The use of adjusting screws for adjusting the Positions of the position measuring unit relative to the guide unit provides a particularly easy way to adjust or setting dar. With a screw guide of about 1 mm per revolution can be an accuracy in the range of 0.1 mm or better.
Wenigstens ein Befestigungsmittel kann zur Verstellung der Positionsmesseinheit bezüglich der Führungseinheit mehrteilig ausgebildet sein, insbesondere mit einem axialen und/oder einem azimutalen und/oder einem radialen Schlittenelement zur Ermöglichung einer Verstellbarkeit in den jeweiligen Richtungen. Mit derartig mehrteilig, insbesondere im Wesentlichen (bezüglich der Hauptbestandteile) dreiteilig, ausgebildeten Befestigungsmitteln wie beispielsweise Montageblöcken kann wiederum ein dreidimensionales Einstellen bzw. Justieren des hohlzylinderförmigen Trägerkörpers der Positionsmesseinheit bezüglich der Führungseinheit, insbesondere bezüglich eines Magneten einer magnetischen Führungseinheit, erreicht werden. Die Befestigungsmittel stellen beispielsweise Justageklötze dar, die in drei Achsen mittels Stellschrauben und dergleichen einstellbar sind. Werden mehrere gleichartige Befestigungsmittel dieser Art verwendet, beispielsweise drei an jedem Ende des zylindrischen Rohres der Positionsmesseinheit angeordnete bzw. anzuordnende, ermöglicht dies eine kostengünstige Herstellung, da es sich jeweils um ein und dasselbe Bauteil handelt. Bei der Verwendung von Stellschrauben zum Einstellen bietet sich der Vorteil, dass die Justage lediglich mit Hilfe eines Schraubendrehers erfolgen kann, ohne dass weitere Zusatzvorrichtungen bzw. Werkzeuge erforderlich sind. Eine Justage ist damit schnell und sehr präzise möglich. Durch die mehrteilige Ausbildung der Befestigungsmittel wird zudem alleine durch das Befestigungsmittel die Einstellbarkeit in den drei unterschiedlichen Achsen ermöglicht. Über Schlittenelemente, also Bauteile mit verschiebbar ausgebildeten Schlitten und gegebenenfalls weiteren Bestandteilen, wird jeweils in eine Richtung eine Verstellbarkeit realisiert.At least a fastening means can be used to adjust the position measuring unit formed in several parts with respect to the guide unit be, in particular with an axial and / or an azimuthal and / or a radial slide member for enabling a Adjustability in the respective directions. With such a multi-part, in particular essentially (with regard to the main components) three-piece, trained fasteners such as Mounting blocks can turn a three-dimensional setting or adjusting the hollow cylindrical carrier body the position measuring unit with respect to the guide unit, in particular with respect to a magnet of a magnetic Leadership unit to be achieved. The fasteners For example, represent adjustment blocks that in three axes are adjustable by means of screws and the like. Become used several similar fasteners of this kind, for example three at each end of the cylindrical tube of the position measuring unit arranged or to be arranged, this allows a cost-effective Production, since each is one and the same component. When using setscrews for adjustment offers the advantage that the adjustment only with the help of a screwdriver can be done without any additional devices or tools required are. An adjustment is thus fast and very precise possible. Due to the multi-part design of the fasteners In addition, the adjustability is only by the fastener in the three different axes possible. about Slide elements, ie components with slidably trained Carriage and possibly other components, respectively realized in one direction an adjustability.
Wenigstens ein Schlittenelement, also ein axiales bzw. azimutales bzw. radiales Schlittenelement, kann wenigstens eine Platte aufweisen, insbesondere zwei senkrecht zueinander stehende Platten, und/oder es kann ein axiales Schlittenelement an dem hohlzylindrischen Trägerkörper der Positionsmesseinheit und/oder ein radiales Schlittenelement an der Führungs einheit angreifen und/oder ein azimutales Schlittenelement zwischen einem axialen und einem radialen Schlitten angeordnet sein. Die Schlittenelemente können also einen plattenartigen Aufbau aufweisen, insbesondere derart, dass jeweils zwei Platten senkrecht zueinander stehen, so dass die Platten für die unterschiedlichen Richtungen bzw. die Schlitten für die Verstellbarkeit in den unterschiedlichen Richtungen insgesamt zu einem stabilen Element zusammengefügt werden, das trotz der Verstellbarkeit bzw. der Justagemöglichkeiten die Kräfte, die im Gesamtsystem auftreten, aufnehmen und mit dem die Positionseinheit fest relativ zum Magneten bzw. der Führungseinheit gelagert werden.At least a slide element, ie an axial or azimuthal or radial Carriage element, can have at least one plate, in particular two perpendicular plates, and / or it may be a axial slide element on the hollow cylindrical carrier body the position measuring unit and / or a radial slide element the guide unit attack and / or an azimuthal carriage element be arranged between an axial and a radial slide. The carriage elements can therefore have a plate-like construction have, in particular such that in each case two plates vertically stand each other, so the plates for the different Directions or sliders for adjustability in the different directions altogether to a stable element be joined, despite the adjustability or the adjustment possibilities the forces acting in the overall system occur, record and with the position unit fixed relative be stored to the magnet or the guide unit.
Insbesondere empfiehlt sich ein Aufbau derart, dass ein Montageelement bzw. Befestigungsmittel in Form eines Schlittenelements für die axiale Einstellung am zylindrischen Körper der Positionsmesseinheit eingreift, während ein radiales Schlittenelement, insbesondere in der Ausgestaltung mit senkrechten Platten und einer Stellschraube und einem Schlitten zur Einstellung in der gewünschten Art und Weise, an der Führungseinheit eingreift, wobei zwischen diesen beiden Schlittenelementen bzw. Befestigungselementen das Schlittenelement bzw. das Befestigungselement für die azimutale Verstellbarkeit angeordnet ist.In particular, a structure is recommended such that a mounting element or fastening means in the form of a slide element for the axial A position engages the cylindrical body of the position measuring unit, while a radial slide member, in particular in the embodiment with vertical plates and a set screw and a carriage for adjustment in the desired manner, engages the guide unit, wherein between these two carriage elements or fasteners, the carriage member or the fastening element for the azimuthal adjustability is arranged.
An den beiden Enden des hohlzylindrischen Trägerkörpers der Positionsmesseinheit können jeweils drei Befestigungsmittel vorgesehen sein, insbesondere derart, dass zwei im unteren Bereich des hohlzylindrischen Trägerkörpers symmetrisch zur vertikalen Achse angeordnete Befestigungsmittel einen Winkel von im Wesentlichen 90 Grad einschließen und ein im oberen Bereich angeordnetes Befestigungsmittel sich im Wesentlichen auf der vertikalen Achse befindet. Damit sind insgesamt sechs Befestigungsmittel vorgesehen, wobei diese Befestigungsmittel an den jeweiligen Enden des (im Wesentlichen) hohlzylindrischen Körpers der Positionsmesseinheit jeweils sternförmig angeordnet sind. Dabei können im unteren Bereich symmetrisch zur vertikalen Achse des horizontal ausgerichteten Positions messrohres zwei Befestigungsmittel vorgesehen sein, die vorteilhafterweise, aber nicht zwingend, einen Winkel im Bereich von 90 Grad einschließen. Ein Befestigungsmittel kann im Hinblick auf die Anordnung einer Liege innerhalb der Röhre der Positionsmesseinheit im oberen Bereich, also auf einer vertikalen Achse durch den in seiner Längsrichtung waagerecht zum Boden eines Untersuchungs- bzw. Behandlungsraums ausgerichteten Zylinder, angeordnet sein.At the two ends of the hollow cylindrical carrier body The position measuring unit can each have three fastening means be provided, in particular such that two in the lower area of the hollow cylindrical carrier body symmetrical to the vertical axis arranged fasteners an angle of essentially 90 degrees and one in the upper one Area arranged fastener substantially on the vertical axis is located. There are a total of six fasteners provided, these fasteners at the respective ends the (substantially) hollow cylindrical body of the position measuring unit respectively are arranged in a star shape. It can in the bottom Area symmetrical to the vertical axis of the horizontally oriented Positions measuring tube two fastening means may be provided, the advantageously, but not necessarily, an angle in the range of 90 degrees. A fastener can in With regard to the arrangement of a couch within the tube the position measuring unit in the upper area, ie on a vertical Axis through the horizontal direction in the longitudinal direction Floor of an examination or treatment room Cylinder, to be arranged.
Mit diesen drei Befestigungsmitteln auf jeder Seite ist eine einfache Befestigung (Montage) und Justage mit der erforderlichen Genauigkeit möglich. Selbstverständlich können ebenso mehr als drei oder weniger Befestigungselemente verwendet werden, jedoch ist die Anordnung mit drei Befestigungsmitteln auf jeder Seite in der Praxis besonders vorteilhaft.With These three fasteners on each side is a simple one Mounting (mounting) and adjustment with the required accuracy possible. Of course you can as well more than three or fewer fasteners are used, however is the arrangement with three fasteners on each side in the practice particularly advantageous.
Die Positionsmesseinheit kann als vormontiertes einzelnes Element zur Anordnung innerhalb der Führungseinheit ausgebildet sein, insbesondere bei einer elektromagnetischen Positionsmesseinheit mit auf dem hohlzylindrischen Trägerkörper vormontierten Sende- und Empfangsspulen. Dies bietet den Vorteil, dass lediglich ein einziges (integriertes) Bauteil, nämlich das zylindrische Positionsmessrohr mit den vormontierten Bestandteilen in Form der Spulen usw., in die Führungseinheit, insbesondere in einen Magneten eines magnetischen Führungssystems, eingeführt werden muss. Die Komponenten der Positionsmesseinheit weisen dann untereinander feste Lagebeziehungen auf, sind also in jedem Fall exakt und korrekt zueinander positioniert. Damit kann es nicht durch eine falsche Anordnung der Elemente für die Positionsmessung zu Fehlern bei der Positionsbestimmung kommen. Des Weiteren ist mit einem derartigen einheitlich ausgebildeten einzigen Bauelement eine einfache Montage der Positionsmess- und Führungseinrichtung möglich.The Position measuring unit can be used as a preassembled single element for Arrangement be formed within the guide unit, in particular in an electromagnetic position measuring unit with premounted on the hollow cylindrical carrier body Transmit and receive coils. This offers the advantage that only a single (integrated) component, namely the cylindrical one Position measuring tube with the pre-assembled components in the form of Coils, etc., in the guide unit, in particular in a magnet a magnetic guidance system introduced must become. The components of the position measuring unit then point are fixed relationships with each other, so in any case accurately and correctly positioned to each other. It can not go through that an incorrect arrangement of the elements for the position measurement come to errors in positioning. Furthermore is with such a uniformly designed single component a simple installation of the position measuring and guiding device possible.
Des Weiteren kann die Positionsmess- und Führungseinrichtung mindestens eine Recheneinrichtung aufweisen und/oder mit einer Recheneinrichtung verbunden sein, die mittels wenig stens eines Programmmittels zur Berücksichtigung von Störeinflüssen bei der Bestimmung der Position und/oder der Führung des medizinischen Instruments durch und/oder auf die Positionsmesseinheit und/oder die Führungseinheit ausgebildet ist, insbesondere zur Berücksichtigung elektromagnetischer Interferenzen in einem Algorithmus wenigstens eines Programmmittels zur Positionsbestimmung mit der Positionsmesseinheit. Das Positionsmess- und Führungssystem können jeweils ihre eigene Recheneinheit aufweisen. Es ist jedoch auch eine gemeinsame Recheneinheit denkbar. Beispielsweise ist es bei der Kombination eines elektromagnetischen Positionsmesssystems mit einer magnetischen Führungseinheit so, dass die Spulen des Führungssystems als elektrisch leitende Objekte Störkörper für das Positionsmesssystem bzw. die Positionsmesseinheit darstellen. Bei einer bekannten Lage der Bestandteile der Positionsmesseinheit relativ zum Führungssystem bzw. Navigationssystem, wie sie bei der erfindungsgemäßen Positionsmess- und Führungseinrichtung durch die Verwendung des hohlzylindrischen Trägerkörpers, der mit den Befestigungsmitteln fest bzw. exakt justierbar relativ zur Führungseinheit montiert wird, gegeben ist, können diese Störeinflüsse jedoch herausgerechnet werden. Hierfür weist die Positionsmess- und Führungseinrichtung eine geeignete Recheneinrichtung auf, die gegebenenfalls eine Recheneinrichtung sein kann, die ohnehin für die Bearbeitung der Positionsdaten bzw. Führungsdaten bzw. zur Steuerung des Instruments vorgesehen ist. Gegebenenfalls kann auch eine (Daten-)Verbindung zu einer entsprechend ausgebildeten Recheneinrichtung vorliegen, auf der eine Software läuft, die beispielsweise als Software für die Positionsmesseinrichtung die Berücksichtigung dieser Störeinflüsse ermöglicht.Of Further, the position measuring and guiding device Have at least one computing device and / or with a computing device connected by at least one program means to Consideration of disturbing influences the determination of the position and / or the leadership of the medical Instruments through and / or on the position measuring unit and / or the guide unit is formed, in particular for consideration electromagnetic interference in an algorithm at least a program means for determining position with the position measuring unit. The position measuring and guiding system can each have their own arithmetic unit. However, it is also a common computing unit conceivable. For example, it is the combination of an electromagnetic Position measuring system with a magnetic guide unit so that the coils of the guide system as electric conductive objects Disturbance body for the position measuring system or represent the position measuring unit. In a known situation the components of the position measuring unit relative to the guide system or navigation system, as in the invention Position measuring and guiding device by the use the hollow cylindrical carrier body, with the Fixing means fixed or exactly adjustable relative to the guide unit is mounted, these interferences can be However, be calculated out. For this purpose, the position measuring and guide means a suitable computing device on, which may optionally be a computing device, anyway for the processing of the position data or guide data or is provided for controlling the instrument. If necessary, can also a (data) connection to a suitably trained Computing device on which a software is running, for example, as software for the position measuring device the consideration of these disturbing influences allows.
Die und/oder eine Recheneinrichtung kann zur Berücksichtigung von Wirbelströmen, die insbesondere durch Sendespulen in der Führungseinheit induziert werden, und damit verbundenen Störeinflüssen bei der Bestimmung der Position, insbesondere zur bzw. durch Berechnung und Kompensation der Störeinflüsse in Abhängigkeit von einer bekannten und exakt justierten Lage der Positionsmesseinheit, ausgebildet sein.The and / or a computing device may be considered of eddy currents, in particular by transmitting coils in the leadership unit are induced and related Interference in determining the position, in particular for or by calculation and compensation of the disturbing influences depending on a known and exactly adjusted Location of the position measuring unit to be formed.
Des Weiteren kann eine Patientenliege in der Positionsmess- und Führungseinrichtung bzw. zur Verwendung zusammen mit der Positionsmess- und Führungseinrichtung zur Lagerung des Patienten auf einem frei schwebenden Schienensystem ohne mechanische oder zumindest ohne direkte mechanische Verbindung zum hohlzylindrischen Trägerkörper der Positionsmesseinheit geführt sein. Durch diese Lagerung der Patientenliege auf einem frei schwebenden Schienensystem wird eine direkte Verbindung der Liege bzw. des Schienensystems zur Positionsmessröhre vermieden. Der fehlende mechanische Kontakt zur Positionsmessröhre verhindert Störungen, nicht zuletzt eine Verformung der Positionsmessröhre bzw. des zylindrischen Körpers, der dementsprechend dünnwandig ausgebildet werden kann. Die Lagerung des Schienensystems für die Liege wird zur Herstellung der mechanischen Entkopplung außerhalb der Positionsmessröhre mittels eines geeigneten Ständersystems vorgenommen, das gegebenenfalls auch zur Lagerung der Führungseinheit dient.Furthermore, a patient bed in the Positionsmess- and guide device or for use together with the position measuring and guiding device for supporting the patient on a levitating rail system without mechanical or at least without direct mechanical connection to the hollow cylindrical carrier body of the position measuring unit. By this storage of the patient bed on a levitating rail system a direct connection of the deck or the rail system is avoided for position measuring tube. The lack of mechanical contact with the position measuring tube prevents interference, not least a deformation of the position measuring tube or the cylindrical body, which can be formed accordingly thin-walled. The storage of the rail system for the couch is made to produce the mechanical decoupling outside the position measuring tube by means of a suitable stand system, which optionally also serves to support the guide unit.
Insbesondere kann eine Patientenliege zur Lagerung des Patienten auf einem Schienensystem mit zwei Schienen und wenigstens einer, insbesondere mechanisch versteifenden, Querverbindung zwischen den Schienen geführt sein. Diese Querverbindung, die gegebenenfalls in Form mehrerer Rippen ausgebildet sein kann, dient zur Verstärkung, um Verformungen des Schienensystems und damit Probleme bei der Lagerung der Liege zu vermeiden. Für die Lagerung des frei schwebenden Schienensystems wird mindestens ein Ständer im Bereich außerhalb der Positionsmesseinheit, also jenseits der Enden des Zylinders, verwendet, wozu die Schienen entsprechend länger als die Positionsmessröhre und direkt mit dem Ständer ausgebildet bzw. an einem solchen Ständersystem befestigt sind.Especially can use a patient couch to support the patient on a splint system two rails and at least one, in particular mechanically stiffening, Cross-connection between the rails to be performed. These Cross connection, which may be formed in the form of several ribs can be used to reinforce, to deformations of the rail system and thus avoid problems during storage of the lounger. For the Storage of the levitated rail system will be at least one Stand in the area outside the position measuring unit, So beyond the ends of the cylinder, used what the rails accordingly longer than the position gauge and directly with formed on the stand or on such a stand system are attached.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Positionsmesseinheit, insbesondere für eine Positionsmess- und Führungseinrichtung wie im Vorstehenden beschrieben, die einen, zumin dest im Wesentlichen, hohlzylindrischen Trägerkörper aufweist. Im Unterschied zum Stand der Technik liegt also ein einheitlicher Trägerkörper vor, der keine kubische Grundform bzw. quaderförmige Grundform aufweisen muss, sondern als grundsätzlich röhrenförmiger Körper einen runden Querschnitt aufweisen kann und vorteilhafterweise ein (einzelnes) vormontiertes bzw. integriertes Element darstellt, auf dem alle in der Nähe des zu ortenden medizinischen Instruments zu platzierenden Bestandteile der Positionsmessung angeordnet sind. Damit ist lediglich ein einziges Bauelement erforderlich, das zudem durch die hohlzylinderförmige Ausbildung optimal beispielsweise in eine Bohrung eines magnetischen Führungssystems eingeführt werden kann, besonders bei einem runden Querschnitt in eine entsprechende runde Röhre. Die Positionsmesseinheit besteht vorteilhafterweise aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff.About that In addition, the invention relates to a position measuring unit, in particular for a position measuring and guiding device as described above, some, at least in essence, having hollow cylindrical carrier body. In difference the prior art is thus a uniform carrier body that does not have a cubic basic shape or cuboidal basic shape but as a basically tubular body may have a round cross section and advantageously a (single) pre-assembled or integrated element, on all in the vicinity of the medical instrument to be located arranged to be placed components of the position measurement. Thus, only a single component is required, moreover by the hollow cylindrical design optimally, for example introduced into a bore of a magnetic guidance system can be, especially in a round cross-section in a corresponding round tube. The position measuring unit is advantageously made of a glass fiber reinforced plastic.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung der Position sowie zur Führung eines medizinischen Instruments im Körper eines Patienten, insbesondere eines Kapselendoskops im Rahmen einer Kapselendoskopie, mittels einer Positionsmess- und Führungseinrichtung wie vorstehend beschrieben bzw. mittels einer derartigen Positionsmesseinheit. Das Verfahren betrifft also die Positionsbestimmung sowie die Führung eines medizinischen Instruments, also eine (rein physikalische) Messdatenermittlung für bzw. Signalübertragung an ein medizinisches Gerät. Dabei erfolgt die Positionsbestimmung bzw. Führung mit Hilfe einer Positionsmess- und Führungseinrichtung, bei der die Positionsmesseinheit als ein im Wesentlichen zylindrischer Körper ausgebildet ist.Farther The invention relates to a method for determining the position and for guiding a medical instrument in the body a patient, in particular a capsule endoscope in the context of a Capsule endoscopy, by means of a position measuring and guiding device as described above or by means of such a position measuring unit. The method thus concerns the position determination as well as the guidance a medical instrument, ie a (purely physical) measurement data determination for or signal transmission to a medical Device. The position determination or guidance takes place with the help of a position measuring and guiding device, wherein the position measuring unit as a substantially cylindrical body is trained.
Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Anordnung einer Positionsmesseinheit, insbesondere einer Positionsmesseinheit wie vorstehend geschildert, einer Positionsmess- und Führungseinrichtung, insbesondere wie vorstehend beschrieben, wobei die Positionsmesseinheit einen, zumindest im Wesentlichen, hohlzylindrischen Trägerkörper aufweist, in einem inneren Bereich einer Führungseinheit der Positionsmess- und Füh rungseinrichtung, wobei die Positionsmesseinheit mittels wenigstens eines Montagerings und/oder -flansches an der Führungseinheit, insbesondere einer Endplatte, befestigt wird und/oder bei dem zur Stabilisierung des hohlzylindrischen Trägerkörpers wenigstens eine Montageschablone, die, zumindest teilweise, in den Zylinderhohlraum des Trägerkörpers eingeschoben ist, verwendet wird.Besides the invention relates to a method for arranging a position measuring unit, in particular a position measuring unit as described above, a position measuring and guiding device, in particular as described above, wherein the position measuring unit comprises a, at least substantially, hollow cylindrical carrier body in an inner area of a guide unit the position measuring and Füh guiding device, wherein the position measuring unit by means of at least one mounting ring and / or flange on the Guide unit, in particular an end plate is attached and / or in which for stabilizing the hollow cylindrical carrier body at least one mounting template, which, at least partially, in the Cylinder cavity of the carrier body inserted is used.
Der Zusammenbau bzw. die Montage der Positionsmess- bzw. Führungseinheit kann so erfolgen, dass das Positionsmessrohr mit einer Endplatte der Führungseinheit über einen Montagering bzw. -flansch verbunden wird, wobei der äußere Durchmesser einer (runden) Positionsmessröhre an den inneren Durchmesser des Flansches angepasst ist. Über Positionierungspins wird der Rotationswinkel zwischen dem Positionsmessrohr und dem Flansch bestimmt. Das Positionsmessrohr wird mittels Schrauben an dem Flansch, der um die hohlzylindrische Öffnung des Positionsmessrohrs herumlaufend angeordnet ist, befestigt. Weitere Positionierungspins dienen zur Anordnung an einer Endplatte der Führungseinheit, an der der Flansch über Schrauben befestigt wird.Of the Assembly or assembly of the position measuring or guide unit can be done so that the position measuring tube with an end plate of Guide unit via a mounting ring or flange is connected, wherein the outer diameter of a (round) Positionmessröhre to the inner diameter adapted to the flange. About positioning pins will determines the angle of rotation between the position measuring tube and the flange. The position measuring tube is screwed to the flange, the around the hollow cylindrical opening of the position measuring tube arranged around it, attached. More positioning pins serve for placement on an end plate of the guide unit, to which the flange is fastened by screws.
Die Montage kann so durchgeführt werden, dass zunächst ein Flansch am Positionsmessrohr befestigt wird, woraufhin Empfangs- und Sendespulen an einen Connector angeschlossen werden und eine an den Querschnitt des Positionsmessrohrs angepasste Montageschablone in dem hohlzylindrischen Innenraum auf der anderen Seite, auf der nicht der Flansch befestigt ist, angeordnet, insbesondere in die Röhre eingeführt wird. Diese Montageschablone (assembly jig) kann bei einem runden Rohr entsprechend scheibenförmig ausgebildet sein. Danach wird das Positionsmessrohr im Innenraum der Führungseinheit angeordnet, also in diesen eingeschoben und auf der Seite, an der bereits der Flansch angebracht ist, an der Führungseinheit fixiert. Auf der anderen Seite kann ein entsprechender Flansch, gegebenenfalls zusätzlich mit Abstandshaltern, befestigt werden. Danach kann die Montageschablone, die dafür sorgt, dass das Positionsmessrohr bis zur endgültigen Befes tigung an einem Führungsmagneten bzw. einer anderen Führungseinheit seine Form behält, wieder entfernt werden.The assembly can be carried out so that first a flange is fixed to the position measuring tube, whereupon receiving and transmitting coils are connected to a connector and adapted to the cross section of the position measuring tube mounting template in the hohlzylindri rule on the other side, on which the flange is not fixed, arranged, in particular, is inserted into the tube. This mounting template (assembly jig) can be formed corresponding disk-shaped in a round tube. Thereafter, the position measuring tube is arranged in the interior of the guide unit, that is inserted into this and fixed on the side on which the flange is already attached to the guide unit. On the other side, a corresponding flange, optionally with additional spacers, are attached. Thereafter, the mounting template, which ensures that the position measuring tube until its final fixation on a guide magnet or another guide unit retains its shape, can be removed again.
Die Montageschablone kann Flanschteile bzw. Gewindelöcher aufweisen, um eine Rotationsrichtung anzugeben bzw. die Entfernung der Schablone nach Abschluss der Montage zu ermöglichen. Mit Hilfe von Pins zwischen dem Positionsmessrohr und der Montageschablone kann eine axiale Bewegung verhindert werden. Nuten ermöglichen die Durchführung von Montagearbeiten bezüglich des Positionsmessrohrs und eines Führungsmagneten oder einer Führungseinheit, die auf einem anderen Wirkprinzip basiert.The Mounting template may have flange parts or threaded holes, to indicate a direction of rotation or the removal of the template to allow after completion of assembly. With the help of Pins between the position measuring tube and the mounting template can an axial movement can be prevented. Enable grooves the execution of assembly work regarding the position measuring tube and a guide magnet or a leadership unit acting on a different principle based.
Erfolgt die Befestigung der Positionsmessröhre am Führungssystem über Befestigungselemente, die aus beispielsweise jeweils drei Schlitten aufgebaut sind, wobei die Schlittenpositionen über Einstellschrauben justiert werden, so kann die Justage zweckmäßig unter Verwendung eines Lasertriangulometers oder eines anderen Messgeräts durchgeführt werden.He follows the attachment of the position measuring tube on the guide system over Fastening elements, for example, each composed of three slides are, with the carriage positions on adjusting screws can be adjusted, so the adjustment may be appropriate using a laser triangulometer or other measuring device be performed.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der folgenden Ausführungsbeispiele sowie aus den Zeichnungen. Dabei zeigen:Further Advantages, features and details of the invention will be apparent from the following embodiments and from the drawings. there demonstrate:
In
der
Die
Positionsmesseinheit bzw. der Trägerkörper
Des
Weiteren sind verschiedene Gehäuse
In
anderen hier nicht dargestellten Ausführungen kann das
Gehäuse
In
den
Die
Das
Innenrohr
Durch
die Verwendung ineinander geschachtelter Röhren als Positionsmess-
bzw. Führungseinheit für die erfindungsgemäße
Positionsmess- und Führungseinrichtung
Die
Der
Trägerkörper
Die
Nuten
In
geringem Abstand zur Außenfläche des Trägerkörpers
In
der
In
das Innere der Führungseinheit
An
den Endplatten
Die
Des
Weiteren ist der Trägerkörper
Im
hier dargestellten Fall weist der Trägerkörper
Vorab
ist ein Montageflansch
Auf
der Seite, an der nicht der Montageflansch
Nach
dem vollständigen Einschieben des Trägerkörpers
In
der
Die
hier dargestellten Befestigungsmittel
Die
Befestigungsmittel
In
der
In
der
Die
Befestigungsmittel der
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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