DE102008014270B4

DE102008014270B4 - Surgical detection device and surgical navigation system

Info

Publication number: DE102008014270B4
Application number: DE102008014270.0A
Authority: DE
Inventors: Stefan Gassner
Original assignee: Aesculap AG
Current assignee: Aesculap AG
Priority date: 2008-03-04
Filing date: 2008-03-04
Publication date: 2014-06-26
Anticipated expiration: 2028-03-05
Also published as: DE102008014270A1

Abstract

Chirurgische Nachweisvorrichtung (16), insbesondere für ein chirurgisches Navigationssystem (10), mit mindestens einer Detektionseinrichtung (18) zum Erfassen von Positionsdaten eines chirurgischen Markerelements (14) und/oder einer chirurgischen, mindestens ein chirurgisches Markerelement (14) umfassenden Referenzierungseinheit (12) und mit einer Einstelleinrichtung (20) zum Einstellen und/oder Verändern einer Orientierung oder Ausrichtung der Detektionseinrichtung (18) im Raum, welche Detektionseinrichtung (18) mindestens zwei Positionssensoren (46) umfasst, wobei die Einstelleinrichtung (20) eine Schwenkeinrichtung (57) umfasst, welche eine Schwenkachse (56) definiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstelleinrichtung (20) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass optische Zentren (54) der mindestens zwei Positionssensoren (46) unabhängig von einer Orientierung oder Ausrichtung der Detektionseinrichtung (18) auf der Schwenkachse (56) liegen und dass eine Verbindungslinie der optischen Zentren (54) der mindestens zwei Positionssensoren (46) die Schwenkachse (56) definiert.Surgical detection device (16), in particular for a surgical navigation system (10), with at least one detection device (18) for detecting position data of a surgical marker element (14) and / or a surgical referencing unit (12) comprising at least one surgical marker element (14) and with an adjusting device (20) for adjusting and / or changing an orientation or orientation of the detection device (18) in space, which detection device (18) comprises at least two position sensors (46), the adjusting device (20) comprising a swivel device (57) , which defines a pivot axis (56), characterized in that the setting device (20) is designed and arranged in such a way that optical centers (54) of the at least two position sensors (46) are independent of an orientation or orientation of the detection device (18) on the Pivot axis (56) and that a connecting line of the optical centers (54) of the at least two position sensors (46) define the pivot axis (56).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine chirurgische Nachweisvorrichtung, insbesondere für ein chirurgisches Navigationssystem, mit mindestens einer Detektionseinrichtung zum Erfassen von Positionsdaten eines chirurgischen Markerelements und/oder einer chirurgischen, mindestens ein chirurgisches Markerelement umfassenden Referenzierungseinheit und mit einer Einstelleinrichtung zum Einstellen und/oder Verändern einer Orientierung oder Ausrichtung der Detektionseinrichtung im Raum, welche Detektionseinrichtung mindestens zwei Positionssensoren umfasst, wobei die Einstelleinrichtung eine Schwenkeinrichtung umfasst, welche eine Schwenkachse definiert.The present invention relates to a surgical detection device, in particular for a surgical navigation system, with at least one detection device for detecting position data of a surgical marker element and / or a surgical, at least one surgical marker element comprehensive referencing and with an adjustment for setting and / or changing an orientation or Alignment of the detection device in space, which detection device comprises at least two position sensors, wherein the adjusting device comprises a pivoting device which defines a pivot axis.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein chirurgisches Navigationssystem mit mindestens einem chirurgischen Markerelement und/oder mindestens einer ein chirurgisches Markerelement umfassenden chirurgischen Referenzierungseinheit, mit mindestens einer chirurgischen Nachweisvorrichtung, welche mindestens eine Detektionseinrichtung zum Erfassen von Positionsdaten des Markerelements und/oder der Referenzierungseinheit aufweist, und mit einer Einstelleinrichtung zum Einstellen und/oder Verändern einer Orientierung oder Ausrichtung der Detektionseinrichtung im Raum, welche Detektionseinrichtung mindestens zwei Positionssensoren umfasst, wobei die Einstelleinrichtung eine Schwenkeinrichtung umfasst, welche eine Schwenkachse definiert.The present invention further relates to a surgical navigation system having at least one surgical marker element and / or at least one surgical referencing unit comprising a surgical marker element, with at least one surgical detection device having at least one detection device for detecting position data of the marker element and / or the referencing unit, and with an adjusting device for setting and / or changing an orientation or orientation of the detection device in space, which detection device comprises at least two position sensors, wherein the adjusting device comprises a pivoting device which defines a pivot axis.

Chirurgische Navigationssysteme mit chirurgischen Nachweisvorrichtungen der eingangs beschriebenen Art kommen heutzutage insbesondere in der Chirurgie zum Einsatz, zum Beispiel bei der Implantation künstlicher Gelenke. Hierfür werden Markerelemente und/oder Referenzierungseinheiten am Körper eines Patienten sowie an chirurgischen Instrumenten oder Geräten festgelegt, um so deren Positionen im Raum und ferner auch in Echtzeit Bewegungen derselben bestimmen zu können. Um jeweils die aktuelle Position der Markerelemente und/oder Referenzierungseinheiten bestimmen zu können, ist die Detektionseinrichtung vorgesehen. Die Positionssensoren der Detektionseinrichtung sind üblicherweise geeignet, um elektromagnetische Strahlung und/oder Ultraschall zu detektieren, sei es von den Markerelementen und/oder Referenzierungseinheiten reflektierte oder aber auch von diesen aktiv ausgesandte Strahlung.Surgical navigation systems with surgical detection devices of the type described above are nowadays used in particular in surgery, for example in the implantation of artificial joints. For this purpose, marker elements and / or referencing units are fixed on the body of a patient as well as on surgical instruments or devices in order to be able to determine their positions in space and also in real time movements thereof. In order to be able to determine in each case the current position of the marker elements and / or referencing units, the detection device is provided. The position sensors of the detection device are usually suitable for detecting electromagnetic radiation and / or ultrasound, be it radiation reflected by the marker elements and / or referencing units or else actively emitted by the latter.

Die Einstelleinrichtung der Nachweisvorrichtung dient dazu, die Positionssensoren so auszurichten, dass möglichst alle Markerelemente und/oder Referenzierungseinheiten im Verlauf eines chirurgischen Eingriffs detektierbar sind. Ferner ist zu berücksichtigen, dass bei bestimmten Schritten während eines chirurgischen Eingriffs, insbesondere bei der Ermittlung oder Registrierung bestimmter Referenzpunkte, sogenannter ”Referenzmarken”, am Patienten, das heißt also bestimmter geometrischer Punkte, sich die Detektionseinrichtung und die jeweiligen Referenzpunkte relativ zueinander nicht bewegen dürfen. Dies hat zur Folge, dass dann, wenn sich die Ausrichtung der Detektionseinrichtung absichtlich oder unabsichtlich ändert, nicht gewährleistet ist, dass die ermittelten Positionsdaten weiter verwendet werden können. Folge hiervon ist, dass die Referenzierung des gewählten Referenzpunktes zur Durchführung des chirurgischen Eingriffs nochmals, im schlimmsten Fall sogar mehrmals, wiederholt werden muss.The setting device of the detection device serves to align the position sensors in such a way that as far as possible all marker elements and / or referencing units are detectable during the course of a surgical procedure. Furthermore, it should be noted that in certain steps during a surgical procedure, in particular in the determination or registration of certain reference points, so-called "reference marks" on the patient, that is, therefore, certain geometric points, the detection device and the respective reference points may not move relative to each other , As a result, when the orientation of the detection device changes intentionally or unintentionally, it is not ensured that the determined position data can continue to be used. The consequence of this is that the referencing of the selected reference point for carrying out the surgical procedure must be repeated again, in the worst case even several times.

Aus der WO 00/47103 A2 ist eine Halteanordnung für eine Nachweiseinheit eines chirurgischen Navigationssystems offenbart. In der US 2006/0239677 A1 ist eine Kamerahalterung für ein Stativ beschrieben.From the WO 00/47103 A2 a holding arrangement for a detection unit of a surgical navigation system is disclosed. In the US 2006/0239677 A1 is described a camera mount for a tripod.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine chirurgische Nachweisvorrichtung sowie ein chirurgisches Navigationssystem der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, dass eine sichere Handhabung derselben möglich ist.It is therefore an object of the present invention to improve a surgical detection device and a surgical navigation system of the type described above so that a safe handling of the same is possible.

Diese Aufgabe wird bei einer chirurgischen Nachweisvorrichtung sowie bei einem chirurgischen Navigationssystem der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Einstelleinrichtung derart ausgebildet und angeordnet ist, dass optische Zentren der mindestens zwei Positionssensoren unabhängig von einer Orientierung oder Ausrichtung der Detektionseinrichtung auf der Schwenkachse liegen und dass eine Verbindungslinie der optischen Zentren der mindestens zwei Positionssensoren die Schwenkachse definiert.This object is achieved in a surgical detection device and in a surgical navigation system of the type described above according to the invention that the adjusting device is designed and arranged such that optical centers of the at least two position sensors are independent of an orientation or orientation of the detection device on the pivot axis and that a connecting line of the optical centers of the at least two position sensors defines the pivot axis.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Weiterbildung hat den Vorteil, dass selbst dann, wenn sich die Ausrichtung der Detektionseinrichtung im Raum ungewollt ändert, beispielsweise durch unabsichtliches Lösen einer Klemm- oder Reibschlussverbindung zum Feststellen der Einstelleinrichtung in einer gewünschten Position oder Orientierung, sich ein Abstand zwischen den optischen Zentren und dem Markerelement und/oder der Referenzierungseinheit, deren Positionsdaten mit der Nachweisvorrichtung bestimmt werden sollen, nicht ändert beziehungsweise nicht ändern kann. Dadurch wird die bei derzeit eingesetzten Systemen oben erwähnte häufig erforderliche Nach- oder Mehrfachreferenzierung von Referenzpunkten vermieden. Insbesondere ist es mit der verbesserten chirurgischen Nachweisvorrichtung und dem verbesserten chirurgischen Navigationssystem möglich, die Detektionseinrichtung auch während eines Navigationsschritts in ihrer Ausrichtung oder Orientierung zu ändern, ohne dass dies einen Einfluss auf das Ergebnis der – bereits durchgeführten – Positionsbestimmung oder Referenzierung hat. Damit wird es durch die vorgeschlagene Erfindung möglich, chirurgische Eingriffe schneller und sicherer vorzunehmen, da die Gefahr, falsche Positionsdaten der Markerelemente und/oder der Referenzierungseinheiten zu bestimmen, deutlich herabgesetzt ist. Durch die besondere Ausgestaltung der Einstelleinrichtung kann insbesondere mechanisch sichergestellt werden, dass sich ein Abstand zwischen einem gewählten Referenzpunkt, beispielsweise einem ausgewählten Markerelement und/oder einer ausgewählten Referenzierungseinheit, nicht ändert, und zwar unabhängig davon, wie die Detektionseinrichtung im Raum orientiert oder ausgerichtet ist. Man kann daher auch sagen, dass die Einstelleinrichtung eine Mechanik aufweist zur ISO-zentrischen Lagerung der Positionssensoren an der Nachweisvorrichtung. Dies wird dadurch erreicht, dass die Einstelleinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie eine Verschwenkung um die durch eine Verbindungslinie der optischen Zentren der mindestens zwei Positionssensoren definierte Schwenkachse ermöglicht. Vorteilhaft ist es, dass eine Verbindungslinie der optischen Zentren der mindestens zwei Positionssensoren die Schwenkachse definiert. So wird sichergestellt, dass die Referenzpunkte bildenden optischen Zentren ihre räumliche Position auch bei einer Verschwenkung der Detektionseinrichtung nicht verändern, so dass ein Abstand zu einem weiteren Referenzpunkt, beispielsweise an einem Patienten, nicht verändert wird.The development proposed according to the invention has the advantage that even if the orientation of the detection device changes in space unintentionally, for example due to unintentional release of a clamping or frictional connection for detecting the adjustment in a desired position or orientation, a distance between the optical centers and the marker element and / or the referencing unit, whose position data are to be determined with the detection device, does not change or can not change. As a result, the frequently required subsequent or multiple referencing of reference points mentioned above is avoided. In particular, with the improved surgical detection device and the improved surgical navigation system, it is possible to change the orientation of the detection device even during a navigation step without this has an influence on the result of - already carried out - position determination or referencing. This makes it possible by the proposed invention to perform surgical procedures faster and safer, since the risk of incorrect position data of the marker elements and / or the referencing units to determine is significantly reduced. The special configuration of the adjustment device can in particular ensure mechanically that a distance between a selected reference point, for example a selected marker element and / or a selected referencing unit, does not change, independently of how the detection device is oriented or aligned in space. It can therefore also be said that the adjusting device has a mechanism for the ISO-centric mounting of the position sensors on the detection device. This is achieved in that the adjusting device is designed such that it allows pivoting about the pivot axis defined by a connecting line of the optical centers of the at least two position sensors. It is advantageous that a connecting line of the optical centers of the at least two position sensors defines the pivot axis. This ensures that the optical centers forming the reference points do not change their spatial position even when the detection device is pivoted so that a distance to a further reference point, for example to a patient, is not changed.

Vorteilhafterweise umfasst jeder der mindestens zwei Positionssensoren einen Detektor zum Detektieren von elektromagnetischer Strahlung und/oder Ultraschall. Damit können die Positionssensoren von Markerelementen und/oder Referenzierungseinheiten ausgesandte oder reflektierte elektromagnetische Strahlung und/oder Ultraschall detektieren. Grundsätzlich sind auch andere Detektoren denkbar, mit denen Strahlung detektiert werden kann, welche geeignet ist, Abstände zwischen zwei Punkten mittels einer Laufzeitmessung der Strahlung oder von Strahlungspaketen oder -pulsen zu bestimmen.Advantageously, each of the at least two position sensors comprises a detector for detecting electromagnetic radiation and / or ultrasound. In this way, the position sensors of marker elements and / or referencing units can detect emitted or reflected electromagnetic radiation and / or ultrasound. In principle, other detectors are also conceivable with which radiation can be detected, which is suitable for determining distances between two points by means of a propagation time measurement of the radiation or of radiation packets or pulses.

Grundsätzlich wäre es denkbar, elektromagnetische Strahlung im Funkwellenbereich zur Detektion einzusetzen. Vorteilhafterweise ist der Detektor zum Nachweis elektromagnetischer Strahlung im sichtbaren und/oder infraroten Spektralbereich ausgebildet. Elektromagnetische Strahlung im genannten Spektralbereich ist relativ wenig störungsanfällig, selbst dann, wenn andere Störstrahlungen vorhanden sein sollten, was heutzutage beim Einsatz von Mobiltelefonen und drahtlosen Computernetzwerken nicht ausgeschlossen werden kann.In principle, it would be conceivable to use electromagnetic radiation in the radio wave range for detection. Advantageously, the detector is designed to detect electromagnetic radiation in the visible and / or infrared spectral range. Electromagnetic radiation in said spectral range is relatively less susceptible to interference, even if other interference radiation should be present, which can not be excluded today in the use of mobile phones and wireless computer networks.

Besonders einfach wird der Aufbau der Detektionseinrichtung, wenn der Detektor das optische Zentrum des jeweiligen Positionssensors definiert. Beispielsweise können so Kameras zum Einsatz im sichtbaren sowie infraroten Spektralbereich verwendet werden, ohne zusätzlich optische Abbildungseinrichtungen vorsehen zu müssen.The structure of the detection device becomes particularly simple if the detector defines the optical center of the respective position sensor. For example, such cameras can be used for use in the visible and infrared spectral range, without having to provide additional optical imaging devices.

Günstigerweise umfasst mindestens einer der mindestens zwei Positionssensoren eine optische Abbildungseinrichtung. Eine solche optische Abbildungseinrichtung hat den Vorteil, dass ein größerer Winkel- oder Ausrichtungsbereich der Detektionseinrichtung möglich ist, wenn als Detektoren beispielsweise flache Detektoren verwendet werden, wie zum Beispiel CCD-Chips.Conveniently, at least one of the at least two position sensors comprises an optical imaging device. Such an optical imaging device has the advantage that a larger angle or alignment range of the detection device is possible if, for example, flat detectors are used as detectors, such as CCD chips.

Vorzugsweise definiert die optische Abbildungseinrichtung das optische Zentrum des jeweiligen Positionssensors. So ist es möglich, unabhängig davon, ob eine optische Abbildungseinrichtung zum Einsatz kommt oder nicht, einen Fix- oder Referenzpunkt der Detektionseinrichtung zu definieren, und zwar unabhängig von deren Orientierung oder Ausrichtung im Raum.Preferably, the optical imaging device defines the optical center of the respective position sensor. Thus, regardless of whether an optical imaging device is used or not, it is possible to define a fix or reference point of the detection device, regardless of its orientation or orientation in space.

Besonders einfach wird der Aufbau der optischen Nachweisvorrichtung, wenn die optische Abbildungseinrichtung mindestens eine optische Linse umfasst. Selbstverständlich können auch zwei oder mehr optische Linsen vorgesehen sein, die zusammen ein optisches Abbildungssystem ausbilden.The construction of the optical detection device is particularly simple if the optical imaging device comprises at least one optical lens. Of course, two or more optical lenses may be provided, which together form an optical imaging system.

Besonders einfach wird der Aufbau der Nachweisvorrichtung, wenn die Einstelleinrichtung eine Schwenklagerung umfasst, zum Verschwenken der Detektionseinrichtung um die Schwenkachse. Die Detektionseinrichtung kann somit in ihrer Orientierung und Ausrichtung derart verändert werden, dass sie um die Schwenkachse verschwenkt wird, wobei optische Zentren der Positionssensoren stets auf der Schwenkachse verbleiben.Particularly simple is the structure of the detection device when the adjustment comprises a pivot bearing, for pivoting the detection device about the pivot axis. The detection device can thus be changed in its orientation and orientation such that it is pivoted about the pivot axis, wherein optical centers of the position sensors always remain on the pivot axis.

Um auf einfache Weise eine Schwenkbewegung vorgeben zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Einstelleinrichtung eine Führungseinrichtung zum Führen einer Schwenkbewegung der Detektionseinrichtung um die Schwenkachse umfasst.In order to be able to specify a pivoting movement in a simple manner, it is advantageous if the setting device comprises a guide device for guiding a pivoting movement of the detection device about the pivot axis.

Ein besonders kompakter Aufbau der Nachweisvorrichtung kann erreicht werden, wenn die Führungseinrichtung die Schwenklagerung umfasst.A particularly compact design of the detection device can be achieved if the guide device comprises the pivot bearing.

Um auf einfache Weise eine Schwenkbewegung der Detektionseinrichtung um die Schwenkachse zu ermöglichen, ist es günstig, wenn die Führungseinrichtung eine Führungsbahn definiert, welche mindestens einen Teil eines die Schwenkachse konzentrisch umgebenden Kreise bildet. Insbesondere kann die Führungsbahn die Detektionseinrichtung umgebend oder mindestens teilweise umgebend angeordnet und ausgebildet sein. Zudem ist es durch die Ausgestaltung möglich, eine Schwenkbewegung um die Schwenkachse zu realisieren.In order to enable in a simple manner a pivoting movement of the detection device about the pivot axis, it is favorable if the guide device defines a guideway which forms at least a part of the pivot axis concentrically surrounding circles. In particular, the guideway can be arranged surrounding the detection device or at least partially surrounding and formed. Moreover, it is through the Design possible to realize a pivoting movement about the pivot axis.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Führungseinrichtung mindestens zwei zusammenwirkende und relativ zueinander bewegbar angeordnete und/oder aneinander bewegbar gehaltene Führungselemente umfasst, dass das eine Führungselement der Detektionseinrichtung zugeordnet oder an dieser angeordnet ist und dass das andere Führungselement an einer Halteeinrichtung angeordnet oder dieser zugeordnet ist. Eines der mindestens zwei Führungselemente an einer Halteeinrichtung anzuordnen, die insbesondere auch Teil der Nachweisvorrichtung sein kann, ermöglicht es, durch das Zusammenwirken mit mindestens einem weiteren Führungselement die Detektionseinrichtung in gewünschter Weise um die Schwenkachse verschwenkbar lagern zu können.According to a preferred embodiment of the invention it can be provided that the guide device comprises at least two cooperating and relatively movably arranged and / or movably held guide elements, that the one guide element of the detection device associated with or arranged on this and that the other guide element on a holding device arranged or assigned to this. One of the at least two guide elements to be arranged on a holding device, which may in particular also be part of the detection device, makes it possible to store the detection device pivotably about the pivot axis in a desired manner by the interaction with at least one further guide element.

Besonders einfach wird der Aufbau der Führungseinrichtung, wenn das eine Führungselement ein die Führungsbahn definierendes Schienenelement umfasst und wenn das andere Führungselement im oder am Schienenelement bewegbar gehalten ist.Particularly simple is the structure of the guide device when the one guide element comprises a guide rail defining the rail element and when the other guide element is movably held in or on the rail element.

Einfach und sicher sowie praktisch spielfrei lässt sich eine Relativbewegung der Führungselement zueinander erreichen, wenn das andere Führungselement mindestens einen im oder am Schienenelement gleitend gehaltenen Gleitkörper umfasst. Der Gleitkörper und das Schienenelement können zudem relativ zueinander so ausgebildet sein, dass eine schwach kraftschlüssige Verbindung hergestellt wird, die es gestattet, auf einfache Weise eine eingestellte Orientierung oder Ausrichtung der Detektionseinrichtung im Raum beizubehalten und zu sichern.Simple and safe as well as practically free of play, a relative movement of the guide element to each other can be achieved if the other guide element comprises at least one sliding element held slidably in or on the rail element. The slider and the rail member may also be formed relative to each other so that a weakly frictional connection is made, which allows to easily maintain a set orientation or orientation of the detection device in space and secure.

Um eine besonders gute Führung der mindestens zwei Führungselemente relativ zueinander zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn zwei Gleitkörper vorgesehen sind.In order to achieve a particularly good guidance of the at least two guide elements relative to one another, it is advantageous if two sliding bodies are provided.

Alternativ oder ergänzend kann es auch vorteilhaft sein, wenn das andere Führungselement mindestens ein im oder am Schienenelement gelagertes Rollenelement umfasst. Insbesondere dann, wenn nur möglichst kleine Reibungskräfte zwischen den beiden zusammenwirkenden Führungselementen auftreten sollen, eignen sich Rollenelemente besonders gut.Alternatively or additionally, it may also be advantageous if the other guide element comprises at least one roller element mounted in or on the rail element. In particular, when only the smallest possible frictional forces between the two cooperating guide elements should occur, roller elements are particularly well.

Eine besonders einfache und effiziente Führung mittels der Führungseinrichtung kann erreicht werden, wenn zwei, vier, sechs oder mehr Rollenelemente vorgesehen sind.A particularly simple and efficient guidance by means of the guide device can be achieved if two, four, six or more roller elements are provided.

Um zu verhindern, dass sich die Führungselemente in unerwünschter Weise voneinander lösen, ist es vorteilhaft, wenn die mindestens zwei Führungselemente kraft- und/oder formschlüssig aneinander bewegbar gehalten sind. Darunter ist insbesondere zu verstehen, dass die mindestens zwei Führungselemente derart ineinandergreifen, dass sie zwar längs der definierten Führungsbahn relativ zueinander beweglich sind, nicht jedoch in Richtungen senkrecht zu dieser. Optional können selbstverständlich noch Anschläge vorgesehen sein, welche die Führungsbahn beidseitig begrenzen, so dass sich die Führungselemente überhaupt nicht voneinander in unerwünschter Weise lösen lassen.In order to prevent the guide elements from undesirably separating from one another, it is advantageous if the at least two guide elements are held movably and / or positively against one another. By this is meant in particular that the at least two guide elements engage in such a way that they are movable along the defined guideway relative to each other, but not in directions perpendicular to this. Optionally, of course, it is also possible to provide stops which limit the guideway on both sides, so that the guide elements can not be loosened from each other in an undesired manner at all.

Um die Führungselemente sicher aneinander zu halten und zu führen, ist es vorteilhaft, wenn das eine Führungselement eine Ausnehmung aufweist, in welche das andere Führungselement quer zu einer von der Führungsbahn definierten Richtung eingreift. Insbesondere kann die Ausnehmung selbst die Führungsbahn definieren oder einen Teil derselben.In order to securely hold and guide the guide elements together, it is advantageous if the one guide element has a recess into which the other guide element engages transversely to a direction defined by the guide track. In particular, the recess itself may define the guideway or a part thereof.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Schwerpunkt der an der Einstelleinrichtung gehaltenen Detektionseinrichtung auf der Schwenkachse liegt. Insbesondere kann der Schwerpunkt des gesamten, bewegbar gelagerten Teils der Nachweisvorrichtung, umfassend die Detektionseinrichtung und einen Teil der Einstelleinrichtung, so angeordnet oder gewählt sein, dass er auf der Schwenkachse liegt.According to a further preferred embodiment of the invention, it can be provided that the center of gravity of the detection device held on the adjusting device lies on the pivot axis. In particular, the center of gravity of the entire, movably mounted part of the detection device, comprising the detection device and a part of the adjustment device, can be arranged or selected such that it lies on the pivot axis.

Dies hat den Vorteil, dass unabhängig von einer Orientierung oder Ausrichtung der Detektionseinrichtung diese stets eine stabile Position einnimmt, das heißt an der Detektionseinrichtung selbst greifen keine Kräfte an, insbesondere keine Gewichtskräfte, welche Drehmomente bewirken, die die Detektionseinrichtung zu einer Schwenkbewegung um die Schwenkachse zwingen. Diese Ausgestaltung ermöglicht es insbesondere, vollständig auf eine zusätzliche Feststelleinrichtung zu verzichten, mit welcher Relativpositionen der mindestens zwei Führungselemente beziehungsweise der aneinander verschwenkbar gelagerten Teile der Nachweisvorrichtung zumindest temporär festgelegt werden können. Bewegt eine Bedienperson die besonders ausgestaltete Detektionseinrichtung um die Schwenkachse, dann behält diese die eingestellte Position bei, ohne dass sie zusätzlich gesichert werden muss.This has the advantage that regardless of an orientation or orientation of the detection device, this always occupies a stable position, that is, at the detection device itself do not attack forces, in particular no weight forces, which cause torques that force the detection device to pivot about the pivot axis , This embodiment makes it possible, in particular, to completely dispense with an additional locking device, with which relative positions of the at least two guide elements or the parts of the detection device mounted pivotally on one another can be determined at least temporarily. If an operator moves the specially configured detection device about the pivot axis, then this maintains the set position, without having to be additionally secured.

Zur Verbesserung einer Handhabung der chirurgischen Nachweisvorrichtung ist es vorteilhaft, wenn das eine Führungselement einen Betätigungsgriff oder Handgriff zum Bewegen der mindestens zwei Führungselemente relativ zueinander umfasst. So kann das eine Führungselement auf einfache Weise von einer Bedienperson bewegt werden, insbesondere das mit der daran angeordneten Detektionseinrichtung. Zum Beispiel kann es sich dabei um das Führungselement handeln, welches in Form eines Schienenelements ausgebildet ist.To improve handling of the surgical detection device, it is advantageous if the one guide element comprises an actuating handle or handle for moving the at least two guide elements relative to each other. Thus, a guide element can be easily moved by an operator, in particular, with the detection device arranged thereon. For example, it may be the guide element, which is designed in the form of a rail element.

Vorzugsweise definiert die Einstelleinrichtung einen Verschwenkbereich mit einem Schwenkwinkel von bis zu 120°. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Führungsbahn nur einen solchen Winkelbereich abdeckt. Insbesondere kann dies sichergestellt werden durch einen oder mehrere Anschläge an den Enden der gewünschten Führungsbahn.Preferably, the adjusting device defines a pivoting range with a pivoting angle of up to 120 °. This can be achieved, for example, in that the guideway covers only such an angular range. In particular, this can be ensured by one or more stops at the ends of the desired guideway.

Um die Nachweisvorrichtung sicher und stabil in beispielsweise einem Operationssaal anordnen oder aufstellen zu können, ist es günstig, wenn die Nachweisvorrichtung eine im Raum feststellbare oder festlegbare Halte- oder Stativeinrichtung umfasst. Insbesondere kann diese auch in Form einer Wandhalterung oder eines auf einen Boden stellbaren Stativs ausgebildet sein.In order to be able to arrange or set up the detection device safely and stably in, for example, an operating room, it is expedient for the detection device to comprise a holding device or tripod device which can be fixed or fixed in space. In particular, this can also be designed in the form of a wall mount or an adjustable tripod on a floor.

Besonders einfach lässt sich die Detektionseinrichtung in ihrer Orientierung oder Ausrichtung ändern, wenn das andere Führungselement an der Halte- oder Stativeinrichtung verstellbar gehalten ist. Dies ermöglicht zusätzlich zu einer relativen Verstellung durch Ändern einer Relativposition zwischen den mindestens zwei Führungselementen noch eine weitere Verstellmöglichkeit durch Ändern einer Orientierung des anderen Führungselements relativ zur Halte- oder Stativeinrichtung.The detection device can be particularly easily changed in its orientation or orientation if the other guide element is held adjustably on the holding or tripod device. This allows in addition to a relative adjustment by changing a relative position between the at least two guide elements still another adjustment by changing an orientation of the other guide element relative to the holding or tripod device.

Günstig ist es, wenn die Detektionseinrichtung ein Gehäuse umfasst und wenn die mindestens zwei Positionsdetektoren im oder am Gehäuse angeordnet sind. Bei einer Detektionseinrichtung zwei Positionsdetektoren vorzusehen, ermöglicht eine stereotaktische Bestimmung von Positionen von Markerelementen und/oder Referenzierungseinheiten. Die mindestens zwei Positionsdetektoren im oder am Gehäuse der Detektionseinrichtung anzuordnen, verbessert die Handhabung der Nachweisvorrichtung und kann zudem die Positionsdetektoren zusätzlich schützen, insbesondere wenn sie im Gehäuse angeordnet sind.It is favorable if the detection device comprises a housing and if the at least two position detectors are arranged in or on the housing. Providing two position detectors in a detection device enables a stereotactic determination of positions of marker elements and / or referencing units. The arrangement of the at least two position detectors in or on the housing of the detection device improves the handling of the detection device and can additionally protect the position detectors, in particular if they are arranged in the housing.

Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:The following description of a preferred embodiment of the invention serves in conjunction with the drawings for further explanation. Show it:

1: eine schematische Gesamtansicht eines chirurgischen Navigationssystems; 1 a schematic overall view of a surgical navigation system;

2: eine ausschnittsweise Darstellung eines Teils einer Nachweisvorrichtung des Navigationssystems aus 1; 2 : a partial representation of a part of a detection device of the navigation system 1 ;

3: eine Seitenansicht der Anordnung aus 2 mit einer ersten Ausrichtung der Detektionseinrichtung; und 3 : a side view of the arrangement 2 with a first orientation of the detection device; and

4: eine Ansicht analog 3 mit einer zweiten Ausrichtung der Detektionseinrichtung. 4 : a view analog 3 with a second orientation of the detection device.

In 1 ist beispielhaft ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 versehenes Navigationssystem dargestellt. Es umfasst mehrere Referenzierungseinheiten 12, welche vorzugsweise mindestens drei, bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils vier, Markerelemente 14 in Form passiver, elektromagnetische Strahlung, vorzugsweise im infraroten Spektralbereich, reflektierender Kugeln umfassen.In 1 is an example by a reference numeral 10 equipped navigation system shown. It includes several referencing units 12 which preferably at least three, in which in 1 illustrated embodiment each four, marker elements 14 in the form of passive, electromagnetic radiation, preferably in the infrared spectral range, reflective spheres.

Das Navigationssystem 10 umfasst ferner eine mit dem Bezugszeichen 16 versehene Nachweisvorrichtung mit einer Detektionseinrichtung 18 zum Erfassen von Positionsdaten der chirurgischen Markerelemente 14 und/oder der chirurgischen Referenzierungseinheiten 12. Die Detektionseinrichtung 18 ist über eine Einstelleinrichtung 20 an einer Halte- oder Stativeinrichtung 22 gehalten.The navigation system 10 further includes one with the reference numeral 16 provided detection device with a detection device 18 for detecting position data of the surgical marker elements 14 and / or the surgical referencing units 12 , The detection device 18 is about an adjustment 20 on a holding or tripod device 22 held.

Des Weiteren umfasst das Navigationssystem 10 eine Datenverarbeitungsanlage 24, welche bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel drei miteinander zusammengeschaltete Computer 26, eine Datenausgabeeinrichtung in Form eines Monitors 28 und ein Eingabegerät in Form einer Tastatur 30 umfasst. Mit der Datenverarbeitungsanlage 24 können von der Detektionseinrichtung 18 erzeugte und/oder empfangene Signale verarbeitet werden, um eine Position und/oder eine Orientierung der Markerelemente 14 beziehungsweise der Referenzierungseinheiten 12 im Raum zu bestimmen.Furthermore, the navigation system includes 10 a data processing system 24 , which at the in 1 illustrated embodiment, three interconnected computer 26 , a data output device in the form of a monitor 28 and an input device in the form of a keyboard 30 includes. With the data processing system 24 can from the detection device 18 generated and / or received signals are processed to a position and / or orientation of the marker elements 14 or the referencing units 12 to be determined in the room.

Die Referenzierungseinheiten 12 können an chirurgischen Instrumenten, beispielsweise einem Tastinstrument 32 oder einem chirurgischen Gerät, wie beispielsweise dem in 1 dargestellten Ultraschallkopf 34, angeordnet sein. Des Weiteren können sie auch an Teilen eines Körpers eines Patienten 36 angeordnet werden, beispielsweise mittels in 1 schematisch dargestellten Knochenschrauben 42 an Knochen des Patienten, zum Beispiel dem Beckenknochen 38 oder einem Femur 40. Bei den mittels der Knochenschrauben 42 am Körper des Patienten 36 festgelegten Referenzierungseinheiten 12 handelt es sich um Referenzierungseinheiten 12 zur Definition von Referenzpunkten oder -positionen. Dies bedeutet, dass die Positionen oder Orientierungen der anderen Referenzierungseinheiten 12 vorzugsweise mithilfe der Nachweisvorrichtung 16 in Bezug zu einem solchen Referenzpunkt bestimmt werden.The referencing units 12 can be used on surgical instruments, such as a palpation instrument 32 or a surgical device, such as the one in 1 illustrated ultrasound head 34 be arranged. Furthermore, they can also be attached to parts of a patient's body 36 be arranged, for example by means of in 1 schematically shown bone screws 42 on bones of the patient, for example the pelvic bone 38 or a femur 40 , At the means of bone screws 42 on the body of the patient 36 fixed referencing units 12 are referencing units 12 to define reference points or positions. This means that the positions or orientations of the other referencing units 12 preferably using the detection device 16 be determined in relation to such a reference point.

Die Detektionseinrichtung 18, welche insgesamt in Form einer sogenannten ”Stereokamera” ausgebildet ist, umfasst zwei symmetrisch in einem Gehäuse 44 angeordnete Positionsdetektoren 46, welche in Form von Kameras ausgebildet sind, welche jeweils einen Detektor 48, zum Beispiel in Form eines nicht dargestellten CCD-Chips, umfassen, mit welchem elektromagnetische Strahlung im sichtbaren und/oder infraroten Spektralbereich detektiert werden kann. Zur Abbildung der auf die Detektionseinrichtung 18 eintreffenden Strahlung dient jeweils eine optische Abbildungseinrichtung 50, die ein eine Strahlungseintrittsöffnung des Gehäuses 44 verschließendes Eintrittsfenster 52 umfasst sowie eine oder mehrere nicht dargestellte Abbildungslinsen. Optische Zentren 54 der Abbildungseinrichtungen 50, und damit der Positionssensoren insgesamt, liegen innerhalb des Gehäuses 44 und definieren eine Verbindungslinie, welche mit einer Schwenkachse 56 der in Form einer Schwenklagerung oder Schwenkeinrichtung 57 ausgebildeten Einstelleinrichtung 20 zusammenfällt.The detection device 18 which in total in the form of a so-called " Stereo camera "is formed, includes two symmetrical in a housing 44 arranged position detectors 46 , which are in the form of cameras, each having a detector 48 , For example in the form of a CCD chip, not shown, include, with which electromagnetic radiation in the visible and / or infrared spectral range can be detected. To image the on the detection device 18 incoming radiation is used in each case an optical imaging device 50 , which is a radiation entrance opening of the housing 44 closing entrance window 52 includes and one or more imaging lenses, not shown. Optical centers 54 the imaging devices 50 , and thus the position sensors altogether, lie within the housing 44 and define a connection line, which with a pivot axis 56 in the form of a pivot bearing or pivoting device 57 trained adjusting device 20 coincides.

Die Detektionseinrichtung 18 kann optional auch in Form einer Ultraschalldetektionseinrichtung ausgebildet sein, wobei dann die Positionsdetektoren 46 in Form von Ultraschalldetektoren ausgebildet sind, mit denen sich Ultraschall nachweisen lässt. Optional kann die Detektionseinrichtung 18 zusätzlich mit einer elektromagnetische Strahlung und/oder Ultraschall aussendenden Sendeeinheit ausgestattet sein, wobei mit den Positionsdetektoren 46 die von den Markerelementen 14 reflektierte Strahlung detektiert werden kann.The detection device 18 may optionally also be in the form of an ultrasound detection device, in which case the position detectors 46 are formed in the form of ultrasonic detectors with which ultrasound can be detected. Optionally, the detection device 18 additionally be equipped with an electromagnetic radiation and / or ultrasound emitting transmitting unit, wherein with the position detectors 46 those from the marker elements 14 reflected radiation can be detected.

Die Einstelleinrichtung 20 umfasst ein erstes Führungselement 58, welches optional um eine Schwenkachse 62 schwenkbar an einem Haltearm 64 der Stativeinrichtung 22 gehalten ist. Mit dem ersten Führungselement 58 zusammenwirkend ist ein zweites Führungselement 60 vorgesehen, wobei die Führungselemente 58 und 60 bewegbar aneinander gehalten sind. Zu diesem Zweck ist ein freies Ende des ersten Führungselements 58 mit einer in Form eines Flächenbereichs eines Hohlzylinders ausgestalteten Endfläche 66 versehen, welche einen Krümmungsradius 67 bezogen auf eine zentrale Achse des Hohlzylinders definiert, die durch die Schwenkachse 56 gebildet wird. Von der Endfläche 66 abstehend sind zwei symmetrisch ausgebildete Lagereinheiten 68 angeordnet, welche in Richtung auf die Schwenkachse 56 weisen. Sie werden gebildet durch flache Vorsprünge, welche parallel zueinander orientierte Ebenen definieren, die zudem senkrecht zur Schwenkachse 56 orientiert sind. Jeweils auf Außenseiten der Lagereinheiten 68, also auf voneinander weg weisenden Seiten derselben, sind jeweils beabstandet zwei Rollen 70 rotierbar um Achsen gelagert, welche parallel zur Schwenkachse 56 verlaufen. Die Lagereinheit 68 mit den Rollen 70 greift in ein eine kreisbogenförmige Führungsbahn 72 definierendes Schienenelement 74 des zweiten Führungselements 60 ein. Das Schienenelement 74 weist hierfür quasi seitliche Ausnehmungen auf, in welche die Rollen 70 eingreifen können. Die beschriebene Schwenklagerung, wie sie insbesondere durch die aneinander beweglich gehaltenen Führungselemente 58 und 60 ausgebildet ist, ermöglicht eine geführte Schwenkbewegung des zweiten Führungselements 60 relativ zum und am ersten Führungselement 58 um die Schwenkachse 56. Das Schienenelement 74 bewegt sich somit auf der Führungsbahn 72 um einen Kreismittelpunkt 73, welcher auf der Schwenkachse 56 liegt.The adjustment device 20 includes a first guide element 58 which optionally about a pivot axis 62 swiveling on a support arm 64 the tripod device 22 is held. With the first guide element 58 cooperative is a second guide element 60 provided, wherein the guide elements 58 and 60 are movably held together. For this purpose, a free end of the first guide element 58 with an end surface configured in the form of a surface area of a hollow cylinder 66 provided, which has a radius of curvature 67 defined relative to a central axis of the hollow cylinder passing through the pivot axis 56 is formed. From the end face 66 protruding are two symmetrical bearing units 68 arranged, which in the direction of the pivot axis 56 point. They are formed by flat projections which define planes oriented parallel to one another and which are also perpendicular to the pivot axis 56 are oriented. On each outer side of the storage units 68 , So on sides facing away from the same, are each spaced two roles 70 rotatably mounted about axes, which are parallel to the pivot axis 56 run. The storage unit 68 with the roles 70 engages in an arcuate guideway 72 defining rail element 74 of the second guide element 60 one. The rail element 74 has quasi lateral recesses, in which the roles 70 can intervene. The described pivot bearing, as in particular by the mutually movably held guide elements 58 and 60 is formed, allows a guided pivotal movement of the second guide member 60 relative to and on the first guide element 58 around the pivot axis 56 , The rail element 74 thus moves on the guideway 72 around a circle center 73 , which on the pivot axis 56 lies.

Die Detektionseinrichtung 18 ist mittels eines im Wesentlichen U-förmigen Halteelements 76 am zweiten Führungselement 60 festgelegt, vorzugsweise mit Halteschrauben 78. Eine plattenförmige Basis 79 des Halteelements 76 ist auf einer Rückseite des Gehäuses 44 befestigt, so dass im Wesentlichen parallel zueinander verlaufende Schenkel 94, 96 des Halteelements 76 senkrecht vom Gehäuse 44 abstehen. Das Haltelement 76 verschließt zudem mit seinem längeren Schenkel 94 ein freies Ende 80 des Schienenelements 74 und bildet damit einen ersten Anschlag für die Lagereinheit 68 des ersten Führungselements 58. Am anderen freien Ende 82 des Schienenelements 74 ist ein dieses tangential verlängernder geradliniger Haltegriff 84 abstehend angeordnet, an welchem eine Bedienperson das zweite Führungselement 60 fassen und, durch das erste Führungselement 58 in Verbindung mit dem Schienenelement 74, zwangsgeführt um die Schwenkachse 56 verschwenken kann.The detection device 18 is by means of a substantially U-shaped retaining element 76 on the second guide element 60 fixed, preferably with retaining screws 78 , A plate-shaped base 79 of the holding element 76 is on a back of the case 44 attached, so that substantially parallel legs 94 . 96 of the holding element 76 vertically from the housing 44 protrude. The holding element 76 also closes with his longer thigh 94 a free end 80 of the rail element 74 and thus forms a first stop for the storage unit 68 of the first guide element 58 , At the other free end 82 of the rail element 74 is a tangentially extending straight-line grab handle 84 arranged projecting, on which an operator, the second guide element 60 grasp and, through the first guide element 58 in connection with the rail element 74 , forcibly guided around the swivel axis 56 can pivot.

Die Anordnung und Ausbildung einer Führungseinrichtung 86, welche die Führungselemente 58 und 60 umfasst, ist so gewählt, dass die optischen Zentren 54 der Positionssensoren 46 und der optischen Abbildungseinrichtung 50 genau auf der Schwenkachse 56 liegen. Dies hat zur Folge, dass unabhängig von einer Orientierung oder Ausrichtung der Detektionseinrichtung 18 im Raum, ein Abstand 88 zu einem Referenzpunkt 90, wie er beispielsweise durch eine mittels der Knochenschrauben 42 am Körper des Patienten 36 festgelegten Referenzierungseinheit 12 definiert wird, konstant ist. Dies ermöglicht es, die Detektionseinrichtung 18 innerhalb eines durch die Führungseinrichtung 86 definierten Winkelbereichs 92 einzustellen, welcher vorgegeben wird, durch die Enden 80 und 82 des Schienenelements 74, die so verschlossen sind, dass die Lagereinheit 68 in extremen Stellungen an entsprechenden Anschlägen anschlägt, zum Beispiel dem Schenkel 94. Insbesondere kann ein zweiter Anschlag gebildet werden durch den Haltegriff 84 im Übergangsbereich zum Schienenelement 74.The arrangement and design of a guide device 86 which are the guiding elements 58 and 60 includes, is chosen so that the optical centers 54 the position sensors 46 and the optical imaging device 50 exactly on the pivot axis 56 lie. This has the consequence that regardless of an orientation or orientation of the detection device 18 in the room, a distance 88 to a reference point 90 as, for example, by means of a bone screw 42 on the body of the patient 36 specified referencing unit 12 is defined, is constant. This makes it possible for the detection device 18 within one by the management device 86 defined angular range 92 set, which is given by the ends 80 and 82 of the rail element 74 that are locked so that the storage unit 68 strikes in extreme positions at corresponding stops, for example, the thigh 94 , In particular, a second stop can be formed by the handle 84 in the transition area to the rail element 74 ,

Die besondere Ausgestaltung der Führungseinrichtung 86 gestattet es auch, die Detektionseinrichtung 18 bei Bedarf nachzuführen, beispielsweise von einer in 3 dargestellten Stellung, in der eine direkte optische Verbindungslinie 91 zwischen dem Referenzpunkt 90 und dem optischen Zentrum 54 nicht durch das Eintrittsfenster 52 verläuft, sondern durch eine strahlungsundurchlässige Wand des Gehäuses 44. Durch Verschwenken des zweiten Führungselements 60 relativ zum ersten Führungselement 58 um die Schwenkachse 56 kann dann eine Ausrichtung für die Detektionseinrichtung 18 erreicht und eingestellt werden, wie sie beispielsweise in 4 dargestellt ist, bei der die Verbindungslinie 91 zwischen dem Referenzpunkt 90 und dem optischen Zentrum 54 durch das Eintrittsfenster 52 verläuft, so dass der Referenzpunkt 90 für die Positionssensoren 46 sichtbar wird. Optional kann die Einstelleinrichtung 20 zusätzlich eine Sicherungseinrichtung umfassen, mit der jede gewünschte Ausrichtung der Detektionseinrichtung 18 gesichert werden kann, beispielsweise die in den 3 und 4 dargestellten Ausrichtungen der Detektionseinrichtung 18.The particular embodiment of the guide device 86 it also allows the detection device 18 if necessary, for example, from an in 3 shown position in which a direct optical connection line 91 between the reference point 90 and the optical center 54 not through the entrance window 52 runs, but through a radiopaque wall of the housing 44 , By pivoting the second guide element 60 relative to the first guide element 58 around the pivot axis 56 then an orientation for the detection device 18 be reached and adjusted, as for example in 4 is shown at the connecting line 91 between the reference point 90 and the optical center 54 through the entrance window 52 runs, leaving the reference point 90 for the position sensors 46 becomes visible. Optionally, the adjustment 20 additionally comprise a securing device with which any desired orientation of the detection device 18 can be secured, for example, in the 3 and 4 shown orientations of the detection device 18 ,

Alternativ oder zusätzlich kann die Detektionseinrichtung 18 auch so ausgebildet sein, dass ihr Schwerpunkt 98 auf der Schwenkachse 56 liegt. Genauer gesagt der Schwerpunkt 98 des zweiten Führungselements 60 und der Detektionseinrichtung 18. Dies hat den Vorteil, dass unabhängig von einer Orientierung der Detektionseinrichtung 18 relativ zum ersten Führungselement 58 die Einheit aus dem zweiten Führungselement 60 und der Detektionseinrichtung 18 stets eine stabile Lage einnimmt, das heißt es wirken keine Gewichtskräfte auf die Detektionseinrichtung 18, welche ein Drehmoment zur Folge haben, das eine Rotationsbewegung um die Schwenkachse 56 erzwingt und somit zu einer unerwünschten Verstellung der justierten und ausgerichteten Detektionseinrichtung 18 führt. Eine Bedienperson kann so durch Erfassen des Haltegriffs 84 das Schienenelement 74 mit der daran angeordneten Detektionseinrichtung 18 verstellen, wobei dann sofort nach dem Loslassen des Haltegriffs 84 die Detektionseinrichtung 18 die eingestellte Ausrichtung beibehält, ohne dass eine zusätzliche Sicherungseinrichtung erforderlich ist.Alternatively or additionally, the detection device 18 also be designed so that their focus 98 on the pivot axis 56 lies. More specifically the focus 98 of the second guide element 60 and the detection device 18 , This has the advantage that regardless of an orientation of the detection device 18 relative to the first guide element 58 the unit of the second guide element 60 and the detection device 18 always assumes a stable position, that is, there are no weight forces acting on the detection device 18 , which result in a torque, which is a rotational movement about the pivot axis 56 forces and thus undesirable adjustment of the adjusted and aligned detection device 18 leads. An operator can thus by detecting the handle 84 the rail element 74 with the detection device arranged thereon 18 adjust, then immediately after releasing the grab handle 84 the detection device 18 maintains the set orientation without the need for additional security.

Sollte der Fall auftreten, dass sich eine Orientierung, Ausrichtung oder Neigung der Detektionseinrichtung 18 in unbeabsichtigter Weise ändert, hat dies für die Positionsbestimmung beispielsweise des Tastinstruments oder der weiteren, verwendeten Referenzierungseinheiten 12 durch die besondere Ausgestaltung der Nachweisvorrichtung 16 keinen Einfluss, da die jeweiligen Abstände der zu detektierenden Elemente zu den optischen Zentren 54 der Detektionseinrichtung 18 jeweils konstant sind.If the case arises that there is an orientation, orientation or inclination of the detection device 18 changes in an unintentional manner, this has for the position determination, for example, the Tastinstruments or other reference units used 12 by the special embodiment of the detection device 16 no influence, since the respective distances of the elements to be detected to the optical centers 54 the detection device 18 are constant.

Durch die oben beschriebene Nachweisvorrichtung 16 und somit auch durch das Navigationssystem 10 wird daher sichergestellt, dass auch trotz einer Veränderung der Ausrichtung der Detektionseinrichtung 18 einzelne Schritte bei einem navigierten chirurgischen Eingriff nicht mehrfach durchgeführt werden müssen, insbesondere nicht eine Referenzierung von Referenzpunkten 90 an einem Körper des Patienten 36.By the detection device described above 16 and thus also by the navigation system 10 Therefore, it is ensured that despite a change in the orientation of the detection device 18 individual steps in a navigated surgical procedure need not be performed multiple times, in particular not a referencing of reference points 90 on a body of the patient 36 ,

Claims

Surgical detection device ( 16 ), in particular for a surgical navigation system ( 10 ), with at least one detection device ( 18 ) for detecting position data of a surgical marker element ( 14 ) and / or a surgical, at least one surgical marker element ( 14 ) comprehensive referencing unit ( 12 ) and with an adjustment device ( 20 ) for setting and / or changing an orientation or orientation of the detection device ( 18 ) in the room, which detection device ( 18 ) at least two position sensors ( 46 ), wherein the adjusting device ( 20 ) a pivoting device ( 57 ), which has a pivot axis ( 56 ), characterized in that the adjusting device ( 20 ) is designed and arranged such that optical centers ( 54 ) of the at least two position sensors ( 46 ) regardless of an orientation or orientation of the detection device ( 18 ) on the pivot axis ( 56 ) and that a connecting line of the optical centers ( 54 ) of the at least two position sensors ( 46 ) the pivot axis ( 56 ) Are defined.

Surgical detection device according to claim 1, characterized in that each of the at least two position sensors ( 46 ) a detector ( 48 ) for detecting electromagnetic radiation and / or ultrasound.

Surgical detection device according to claim 2, characterized in that the detector ( 48 ) is designed to detect electromagnetic radiation in the visible and / or infrared spectral range.

Surgical detection device according to claim 2 or 3, characterized in that the detector ( 48 ) the optical center ( 54 ) of the respective position sensor ( 46 ) Are defined.

Surgical detection device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the at least two position sensors ( 46 ) an optical imaging device ( 50 ).

Surgical detection device according to claim 5, characterized in that the optical imaging device ( 50 ) the optical center ( 54 ) of the respective position sensor ( 46 ) Are defined.

Surgical detection device according to claim 5 or 6, characterized in that the optical imaging device ( 50 ) comprises at least one optical lens.

Surgical detection device according to one of the preceding claims, characterized in that the adjusting device ( 20 ) a pivot bearing ( 57 ) comprises for pivoting the detection device ( 18 ) about the pivot axis ( 56 ).

Surgical detection device according to one of the preceding claims, characterized in that the adjusting device ( 20 ) a management facility ( 86 ) for guiding a pivoting movement of the detection device ( 18 ) about the pivot axis ( 56 ).

Surgical detection device according to claim 9, characterized in that the guiding device ( 86 ) the pivot bearing ( 57 ).

Surgical detection device according to claim 9 or 10, characterized in that the guide device ( 86 ) a guideway ( 72 ) defining at least a part of the pivot axis ( 56 ) concentrically surrounding circle forms.

Surgical detection device according to one of claims 9 to 11, characterized in that the guide device ( 86 ) at least two cooperating and relatively movably arranged and / or held together movable guide elements ( 58 . 60 ) that the one guide element ( 60 ) of the detection device ( 18 ) or is arranged on this and that the other guide element ( 58 ) on a holding device ( 22 ) is arranged or assigned.

Surgical detection device according to claim 12, characterized in that the one guide element ( 60 ) the guideway ( 72 ) defining rail element ( 74 ) and that the other guide element ( 58 ) in or on the rail element ( 74 ) is held movable.

Surgical detection device according to claim 13, characterized in that the other guide element ( 58 ) at least one in or on the rail element ( 74 ) slidably held sliding bodies ( 70 ).

Surgical detection device according to claim 14, characterized in that two sliding bodies ( 70 ) are provided.

Surgical detection device according to one of claims 13 to 15, characterized in that the other guide element ( 58 ) at least one in or on the rail element ( 74 ) mounted roller element comprises.

Surgical detection device according to claim 16, characterized in that two, four or six roller elements ( 70 ) are provided.

Surgical detection device according to one of claims 12 to 17, characterized in that the at least two guide elements ( 58 . 60 ) are non-positively and / or positively held to each other movable.

Surgical detection device according to one of claims 12 to 18, characterized in that the one guide element ( 60 ) has a recess into which the other guide element ( 58 ) transverse to one of the guideway ( 72 ) engages defined direction.

Surgical detection device according to one of the preceding claims, characterized in that the center of gravity of the adjusting device ( 20 ) held detection device ( 18 ) on the pivot axis ( 56 ) lies.

Surgical detection device according to one of claims 12 to 20, characterized in that the one guide element ( 60 ) an operating handle ( 84 ) for moving the at least two guide elements ( 58 . 60 ) relative to each other.

Surgical detection device according to one of the preceding claims, characterized in that the adjusting device ( 20 ) a pivoting range with a swivel angle ( 92 ) of up to 120 °.

Surgical detection device according to one of the preceding claims, characterized in that the detection device ( 16 ) a holding or tripod device which can be fixed or fixed in space ( 22 ).

Surgical detection device according to claim 23, characterized in that the other guide element ( 58 ) on the holding or tripod device ( 22 ) is kept adjustable.

Surgical detection device according to one of the preceding claims, characterized in that the detection device ( 18 ) a housing ( 44 ) and that the at least two position sensors ( 46 ) in or on the housing ( 44 ) are arranged.

Surgical navigation system ( 10 ) with at least one surgical marker element ( 14 ) and / or at least one surgical marker element ( 14 ) comprehensive surgical referencing unit ( 12 ), with at least one surgical detection device ( 16 ), which at least one detection device ( 18 ) for capturing position data of the marker element ( 14 ) and / or the referencing unit ( 12 ), and with an adjusting device ( 20 ) for setting and / or changing an orientation or orientation of the detection device ( 18 ) in the room, which detection device ( 18 ) at least two position sensors ( 46 ), wherein the adjusting device ( 20 ) a pivoting device ( 20 ), which has a pivot axis ( 56 ), characterized in that the adjusting device ( 20 ) is designed and arranged such that optical centers ( 54 ) of the at least two position sensors ( 46 ) regardless of an orientation or orientation of the detection device ( 18 ) on the pivot axis ( 56 ) and that a connecting line of the optical centers ( 54 ) of the at least two position sensors ( 46 ) the pivot axis ( 56 ) Are defined.

Surgical navigation system according to claim 26, characterized by a detection device ( 16 ) according to any one of claims 2 to 25.