DE102013013492A1

DE102013013492A1 - Positioning device for a surgical device

Info

Publication number: DE102013013492A1
Application number: DE102013013492.7A
Authority: DE
Inventors: Werner Nahm
Original assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2013-08-15
Filing date: 2013-08-15
Publication date: 2015-02-19

Abstract

Eine Positionierungsvorrichtung (100) für ein chirurgisches Gerät, insbesondere ein Operationsmikroskop (3), umfasst: – ein erstes Element (102), welches an einem Körperteil eines Benutzers des chirurgischen Geräts anbringbar ist; – ein zweites Element (101), welches an dem chirurgischen Gerät angebracht ist; und – eine Kupplung, welche das erste und das zweite Element (101, 102) lösbar miteinander verbindet, so dass ein Benutzer mittels der Positionierungsvorrichtung (100) eine Kraft zum Positionieren des chirurgischen Geräts von seinem Körperteil auf das chirurgische Gerät übertragen kann.A positioning device (100) for a surgical device, in particular a surgical microscope (3), comprises: - a first element (102) which can be attached to a body part of a user of the surgical device; A second element (101) attached to the surgical device; and a coupling releasably interconnecting the first and second members (101, 102) so that a user can transmit a force to position the surgical instrument from its body part to the surgical device by means of the positioning device (100).

Description

Die Erfindung betrifft eine Positionierungsvorrichtung für ein chirurgisches Gerät, insbesondere für ein Operationsmikroskop.The invention relates to a positioning device for a surgical device, in particular for a surgical microscope.

Während einer Operation möchte ein Chirurg seine Hände möglichst nicht aus dem Operationsfeld herausnehmen müssen, weil er seine Arbeit nicht unterbrechen möchte, seine Hände nicht durch unbeabsichtigte Berührung unsteriler Flächen unsteril machen möchte und weil er nicht vom Operationsgeschehen und vom Patienten abgelenkt werden möchte. Andererseits muss ein Chirurg ein chirurgisches Gerät, wie beispielsweise ein Operationsmikroskop, während der Operation genau positionieren und die Position des Geräts möglicherweise im Verlauf der Operation mehrfach ändern.During an operation, a surgeon may not want to take his hands out of the surgical field because he does not want to interrupt his work, does not want to unsterile his hands by unintentionally touching non-sterile surfaces, and does not want to be distracted from the surgical procedure and the patient. On the other hand, a surgeon must accurately position a surgical device, such as a surgical microscope, during surgery and possibly change the position of the device several times during the course of the surgery.

Für Operationsmikroskope ist eine Positionierung in allen sechs Freiheitsgraden (Translation in drei Raumrichtungen und Rotation um drei Raumachsen) bisher normalerweise unter Einsatz beider Hände an den dafür vorgesehenen Handgriffen üblich. Weiterhin sind Fußschaltpulte bekannt, über die eine Positionierung in der x-y-Ebene (zwei Freiheitsgrade) erreicht werden kann. Dies ist jedoch nicht für alle Anwendungsgebiete ausreichend. Es sind außerdem Mundschalter mit und ohne automatischer Pivotierfunktion bekannt, welche zumindest eine Positionierung mit eingeschränkten Freiheitsgraden ermöglichen. Mundschalter werden allerdings nur von wenigen Chirurgen akzeptiert, weil die Bedienung gewöhnungsbedürftig ist und weil bei Benutzerwechsel ein Hygieneproblem auftreten kann. Komplett über alle Achsen robotisch gesteuerte Operationsmikroskope können zwar freihändig positioniert werden, haben aber aus Sicherheitsgründen nur eine derart langsame Eigenbewegung, dass sie im klinischen Einsatz nicht praktikabel sind.For surgical microscopes positioning in all six degrees of freedom (translation in three spatial directions and rotation around three spatial axes) has been customary so far usually using both hands on the appropriate handles. Furthermore, footboards are known, via which a positioning in the x-y plane (two degrees of freedom) can be achieved. However, this is not sufficient for all fields of application. There are also known mouth switch with and without automatic Pivotierfunktion, which allow at least one positioning with limited degrees of freedom. However, only a handful of surgeons accept oral switches, because the operation takes some getting used to and because a user problem can lead to a hygiene problem. Although robotic control microscopes can be positioned freehand by all axes, for safety reasons they have only such a slow proper motion that they are not practical in clinical use.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Positionierungsvorrichtung für ein chirurgisches Gerät, insbesondere für ein Operationsmikroskop, bereitzustellen, die eine freihändige Positionierung des Geräts ermöglicht.It is therefore an object of the present invention to provide a positioning device for a surgical device, in particular for a surgical microscope, which allows a freehand positioning of the device.

Die voranstehende Aufgabe wird durch eine Positionierungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder durch ein Operationsmikroskop gemäß Anspruch 10 gelöst.The above object is achieved by a positioning device according to claim 1 or by a surgical microscope according to claim 10.

Eine Ausführungsform einer Positionierungsvorrichtung für ein chirurgisches Gerät, insbesondere ein Operationsmikroskop, umfasst ein erstes Element, welches an einem Körperteil eines Benutzers des chirurgischen Geräts anbringbar ist. Insbesondere kann das erste Element mittels eines Stirnbands am Kopf des Benutzers angebracht werden. Weiterhin umfasst die Positionierungsvorrichtung ein zweites Element, welches an dem chirurgischen Gerät angebracht ist. Bei einem Operationsmikroskop kann das zweite Element beispielsweise an einem Tubus des Operationsmikroskops angebracht sein. Schließlich umfasst die Positionierungsvorrichtung eine Kupplung, welche das erste und das zweite Element lösbar miteinander verbindet, so dass ein Benutzer mittels der Positionierungsvorrichtung eine Kraft zum Positionieren des chirurgischen Geräts von seinem Körperteil auf das chirurgische Gerät übertragen kann. Bei dem Beispiel eines mittels eines Stirnbands am Kopf des Benutzers angebrachten Elements der Positionierungsvorrichtung kann der Benutzer somit durch Kopfbewegungen das chirurgische Gerät freihändig steuern und in eine gewünschte Position bewegen.An embodiment of a positioning device for a surgical device, in particular a surgical microscope, comprises a first element which can be attached to a body part of a user of the surgical device. In particular, the first element can be attached by means of a headband on the head of the user. Furthermore, the positioning device comprises a second element, which is attached to the surgical device. In a surgical microscope, the second element may for example be attached to a tube of the surgical microscope. Finally, the positioning device includes a coupling releasably interconnecting the first and second members such that a user may transmit a force to position the surgical device from its body portion to the surgical device via the positioning device. Thus, in the example of a positioning device attached to the head of the user by means of a headband, the user can, by head movements, control the surgical device freehand and move it to a desired position.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Kupplung eine Magnetkupplung umfassen, welche ein besonders einfaches Lösen und Arretieren der Kupplung, und somit ein besonders einfaches Koppeln und Entkoppeln der beiden Elemente der Positionierungsvorrichtung ermöglicht.According to one embodiment, the coupling may comprise a magnetic coupling, which enables a particularly simple release and locking of the coupling, and thus a particularly simple coupling and decoupling of the two elements of the positioning device.

Gemäß einer Ausführungsform kann das chirurgische Gerät eine Bremsvorrichtung umfassen, um eine Position des chirurgischen Geräts zu fixieren. Dabei kann die Positionierungsvorrichtung derart mit der Bremsvorrichtung des chirurgischen Geräts zusammenwirken, dass ein Schließen der Kupplung zur Verbindung des ersten und des zweiten Elements die Bremsvorrichtung löst. Somit wird durch das Schließen der Kupplung automatisch eine Positionierung des chirurgischen Geräts durch den Benutzer freigegeben, da das chirurgische Gerät nicht mehr durch die Bremsvorrichtung arretiert wird.In one embodiment, the surgical device may include a braking device to fix a position of the surgical device. In this case, the positioning device can cooperate with the braking device of the surgical device such that a closing of the coupling for connecting the first and the second element releases the brake device. Thus, the closing of the clutch automatically releases positioning of the surgical device by the user because the surgical device is no longer locked by the brake device.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Positionierungsvorrichtung eine Zieleinrichtung mit einem Sensor zum Messen des Abstands des ersten und zweiten Elements in wenigstens einer vorbestimmten Richtung umfassen. Mittels des Sensors kann eine Relativposition der beiden Elemente bestimmt werden, und ein Benutzer kann darüber informiert werden, welche Bewegungen er ausführen muss, um die beiden Elemente in Kopplungsstellung zu bringen.According to one embodiment, the positioning device may comprise a target device with a sensor for measuring the distance of the first and second element in at least one predetermined direction. By means of the sensor, a relative position of the two elements can be determined, and a user can be informed about which movements he must perform in order to bring the two elements in coupling position.

Gemäß einer Ausführungsform kann der Sensor eine 4-Quadranten-Fotodiode zum Messen eines Abstands zwischen dem ersten und dem zweiten Element umfassen. Dadurch kann die Relativposition der beiden Elemente in der x-y-Ebene ermittelt werden.In one embodiment, the sensor may include a 4-quadrant photodiode for measuring a distance between the first and second elements. As a result, the relative position of the two elements in the x-y plane can be determined.

Gemäß einer Ausführungsform kann der Sensor einen induktiven oder kapazitiven Abstandssensor umfassen, um den Abstand der beiden Elemente in z-Richtung zu ermitteln. According to one embodiment, the sensor may include an inductive or capacitive distance sensor to determine the distance of the two elements in the z-direction.

Gemäß einer Ausführungsform kann der Sensor in die Magnetkupplung integriert sein, und insbesondere einen Hall-Sensor umfassen, um mit möglichst wenigen und kompakten Bauteilen eine zuverlässige Abstandsmessung bereitzustellen.According to one embodiment, the sensor can be integrated into the magnetic coupling, and in particular comprise a Hall sensor in order to provide reliable distance measurement with as few and compact components as possible.

Um dem Benutzer das Koppeln der beiden Elemente zu erleichtern, kann vorgesehen sein, dass der Abstand des ersten und zweiten Elements in wenigstens einer vorbestimmten Richtung als eine Dateneinspiegelung für den Benutzer bereitgestellt wird. Gemäß einer Ausführungsform kann die Dateneinspiegelung insbesondere eine Fadenkreuz-Darstellung umfassen, es sind aber auch andere Formen der Dateneinspiegelung denkbar, beispielsweise mit Hilfe von Richtungspfeilen, die die erforderliche Bewegungsrichtung des Benutzers angeben, um die beiden Elemente in Kopplungsstellung zueinander zu bewegen.In order to facilitate the user's coupling of the two elements, it may be provided that the distance of the first and second elements in at least one predetermined direction is provided as a data reflection for the user. According to one embodiment, the data reflection may in particular comprise a crosshair representation, but other forms of data reflection are also conceivable, for example with the aid of directional arrows which indicate the required direction of movement of the user in order to move the two elements in the coupling position relative to one another.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Positionierungsvorrichtung ferner eine automatisierte Kopplungsvorrichtung umfassen, welche das zweite Element in Kopplungsstellung mit dem ersten Element bringen kann. Dabei kann eine Abstandsmessung wie voranstehend beschrieben genutzt werden, um Steuersignale zur Bewegung des zweiten Elements zu erzeugen.According to an embodiment, the positioning device may further comprise an automated coupling device that can bring the second element into coupling position with the first element. In this case, a distance measurement as described above can be used to generate control signals for moving the second element.

Weiterhin stellt die vorliegende Erfindung ein Operationsmikroskop bereit, umfassend einen Mikroskop-Hauptkörper mit einer Mikroskopie-Optik und eine Positionierungsvorrichtung, wie voranstehend beschrieben, zur Positionierung des Operationsmikroskops.Furthermore, the present invention provides a surgical microscope comprising a microscope main body with a microscopy optic and a positioning device as described above for positioning the surgical microscope.

Im Folgenden werden einige Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Figuren erläutert. Es zeigt:In the following, some embodiments of the invention will be explained by way of example with reference to the attached figures. It shows:

1: Ein bekanntes Operationsmikroskop, welches sich für die Positionierung mittels einer erfindungsgemäßen Positionierungsvorrichtung eignet; 1 : A known surgical microscope, which is suitable for positioning by means of a positioning device according to the invention;

2: Ein Beispiel für eine Positionierungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 2 : An example of a positioning device according to an embodiment of the invention;

3: Ein Beispiel für eine Zielvorrichtung, welche mit der Positionierungsvorrichtung aus 2 kombiniert werden kann; und 3 : An Example of a Targeting Device Coming with the Positioning Device 2 can be combined; and

4: Ein Beispiel einer automatisierten Kopplung, welche mit der Positionierungsvorrichtung aus 2 und der Zielvorrichtung aus 3 kombiniert werden kann. 4 : An Example of Automated Coupling Using the Positioning Device 2 and the target device 3 can be combined.

Eine in 1 perspektivisch dargestellte Mikroskopieanordnung 1 umfasst ein Stereo-Operationsmikroskop 3 als ein Beispiel für ein chirurgisches Gerät, welches an einem Stativ 5 angebracht ist. Das Stativ 5 umfasst einen mit Rädern 7 versehenen Sockel 9, auf dem ein Basisteil 11 um eine vertikale Achse 14 verdrehbar angebracht ist. An dem Basisteil 11 ist ein Stativarm 13 um eine horizontale Achse 15 verschwenkbar angebracht und an einem oberen Ende des Arms 13 ist ein weiterer Arm 17 um eine weitere horizontale Achse 19 verschwenkbar angebracht. An einem vorderen Ende des Arms 17 ist das Mikroskop 3 um eine weitere horizontale Achse 21 verschwenkbar über Zwischenglieder 23 aufgehängt, welche eine Drehung des Mikroskops 3 um eine weitere vertikale Achse 25 und um weitere in 1 nicht dargestellte Achsen zur Einstellung einer Blickrichtung des Mikroskops ermöglichen.An in 1 perspective microscope shown 1 includes a stereo surgical microscope 3 as an example of a surgical device attached to a tripod 5 is appropriate. The tripod 5 includes one with wheels 7 provided socket 9 on which a base part 11 around a vertical axis 14 is mounted rotatable. At the base part 11 is a tripod arm 13 around a horizontal axis 15 pivotally mounted and at an upper end of the arm 13 is another arm 17 around another horizontal axis 19 mounted pivotally. At a front end of the arm 17 is the microscope 3 around another horizontal axis 21 swiveling over intermediate links 23 suspended, showing a rotation of the microscope 3 around another vertical axis 25 and for more in 1 not shown axes allow for adjusting a viewing direction of the microscope.

Das Stativ 5 ermöglicht eine Ausbalancierung des Mikroskops 3, so dass es durch Ausüben vergleichsweise kleiner Kräfte im Raum verlagerbar ist. Hierzu umfasst das Stativ 5 ein Gegengewicht 27, welches über zusätzliche Arme 29 und 31 an die Arme 13 und 17 angekoppelt ist.The tripod 5 allows a balance of the microscope 3 , so that it is displaceable in space by exerting comparatively small forces. This includes the tripod 5 a counterweight 27 which has extra arms 29 and 31 to the arms 13 and 17 is coupled.

Um eine unbeabsichtigte Verlagerung des Mikroskops 3 im Raum zu verhindern, sind einzelne Schwenkachsen, wie etwa die Achse 15 gegenüber Verdrehung ihrer Komponenten blockiert. Hierfür sind Bremsen (nicht dargestellt) vorgesehen, welche einzelne Achsen oder eine Kombination von Achsen arretieren können. Das Mikroskop 3 umfasst Okulare 33 und einen Hauptkörper 35, welcher unter anderem ein Objektiv der Mikroskopieoptik aufnimmt und welcher an das Stativ 5 gekoppelt ist.To an unintentional shift of the microscope 3 to prevent in space, are single pivot axes, such as the axis 15 blocked against twisting of their components. For this purpose, brakes (not shown) are provided which can lock individual axes or a combination of axes. The microscope 3 includes eyepieces 33 and a main body 35 , which among other things receives a lens of the microscopy optics and which to the tripod 5 is coupled.

Wie in 2 gezeigt, ist im Bereich der Okulare 33 des Mikroskops 3 eine Positionierungsvorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen. Die Positionierungsvorrichtung 100 stellt eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Chirurgen und dem Mikroskop 3 her. Bei dem dargestellten Beispiel wird die kraftschlüssige Verbindung durch einen geräteseitigen Magneten 101, welcher am Mikroskop 3 befestigt ist, und einen benutzerseitigen Magneten 102, welcher beispielsweise mittels einer Kopfhalterung 103 am Kopf des Chirurgen befestigt werden kann, hergestellt. Die beiden Magneten 101, 102 bilden somit eine Kupplung, welche durch Annähern des benutzerseitigen Magneten 102 an den geräteseitigen Magneten 101 geschlossen werden kann, so dass Bewegungen des am Kopf des Chirurgen angebrachten benutzerseitigen Magneten 102 über den geräteseitigen Magneten 101 auf das Mikroskop 3 übertragen werden können.As in 2 is shown in the field of eyepieces 33 of the microscope 3 a positioning device 100 according to an embodiment of the present invention. The positioning device 100 Provides a positive connection between the surgeon and the microscope 3 ago. In the illustrated example, the non-positive connection by a device-side magnet 101 , which at the microscope 3 is attached, and a user-side magnet 102 , which for example by means of a headgear 103 can be attached to the head of the surgeon. The two magnets 101 . 102 thus form a coupling, which by approaching the user-side magnet 102 on the device side magnet 101 can be closed so that movements of the user-side magnet attached to the head of the surgeon 102 via the device-side magnet 101 on the microscope 3 can be transmitted.

Die Positionierungsvorrichtung 100 kann mit einer Steuereinheit 104 verbunden sein, welche beispielsweise die Bremsen des Mikroskops 3 in Abhängigkeit des Kopplungszustands der Positionierungsvorrichtung 100 lösen oder arretieren kann. Weiterhin kann eine Benutzerschnittstelle 105 für die Steuereinheit 104 vorgesehen sein, welche vorzugsweise ebenfalls freihändig bedienbar ist, und beispielsweise einen Fußschalter oder eine Sprachsteuerung umfasst. Durch die Benutzerschnittstelle 105 kann der Chirurg das Lösen und Arretieren der Kupplung der Positionierungsvorrichtung 100, beispielsweise bei der Verwendung von Elektromagneten 101, 102, steuern, wobei das Lösen der Bremsen des Mikroskops 3 automatisch bei erfolgter Kopplung oder benutzergesteuert erfolgen kann.The positioning device 100 can with a control unit 104 be connected, which, for example, the brakes of the microscope 3 depending on the coupling state of the positioning device 100 can solve or arrest. Furthermore, a user interface 105 for the control unit 104 be provided, which is preferably also free-hand operated, and includes, for example, a foot switch or voice control. Through the user interface 105 The surgeon may release and lock the coupling of the positioning device 100 For example, when using electromagnets 101 . 102 , controlling, releasing the brakes of the microscope 3 can be done automatically when pairing or user-controlled.

Die Steuereinheit 104 kann den Kopplungszustand der Positionierungsvorrichtung 100 beispielsweise direkt über eine Befestigungsvorrichtung 106 des geräteseitigen Magneten 101 am Tubus des Mikroskops erfassen, welche bei einer Kopplung des benutzerseitigen Magneten 102 mit dem geräteseitigen Magneten 101 beispielsweise über einen Magnetauslöser den Kopplungszustand erfasst und an die Steuereinheit 104 ausgibt. Der Magnetauslöser kann beispielsweise in die Befestigungsvorrichtung 106 des geräteseitigen Magneten 101 integriert sein. Die Magneten 101, 102 sind somit Kopplungskomponenten, welche über Auslösen der Magnetkupplung miteinander gekoppelt und wieder voneinander gelöst werden können. Hierbei entspricht der benutzerseitige Magnet 102 dem ersten Element der Positionierungsvorrichtung 100, wie voranstehend beschrieben, und der geräteseitige Magnet 101 entspricht dem zweiten Element der voranstehend allgemein beschriebenen Positionierungsvorrichtung.The control unit 104 can the coupling state of the positioning device 100 for example, directly via a fastening device 106 of the device-side magnet 101 at the tube of the microscope, which in a coupling of the user-side magnet 102 with the device-side magnet 101 for example, detected by a magnetic release the coupling state and to the control unit 104 outputs. The magnetic release can, for example, in the fastening device 106 of the device-side magnet 101 be integrated. The magnets 101 . 102 are thus coupling components, which can be coupled together by triggering the magnetic coupling and again separated from each other. Here, the user-side magnet corresponds 102 the first element of the positioning device 100 as described above, and the device-side magnet 101 corresponds to the second element of the positioning device generally described above.

Bei Annäherung der beiden Magnete 101, 102 aneinander kann die Magnetkupplung entweder automatisch geschlossen werden, indem die Magnete 101, 102 schon während der Annäherung aktiviert sind und sich aufgrund entsprechend ausgerichteter Magnetfelder gegenseitig anziehen, oder wenigstens ein Magnet kann während der Annäherung deaktiviert bleiben, bis der Chirurg über die Schnittstelle 105 die Magnetkupplung betätigt und die beiden Magneten 101, 102 miteinander koppelt. Umgekehrt kann beim Lösen der Kopplung zwischen den beiden Magneten 101, 102 vorgesehen sein, dass die Magnete aktiviert bleiben, und dass der Chirurg beispielsweise mit einer ruckartigen Kopfbewegung die Anziehungskraft des geräteseitigen Magneten 101 auf den benutzerseitigen Magneten 102 überwindet. Alternativ kann der Chirurg über die Schnittstelle 105 die Magnetkupplung lösen, indem wenigstens einer der beiden Magneten 101, 102 deaktiviert wird.When approaching the two magnets 101 . 102 to each other, the magnetic coupling can be closed automatically by the magnets 101 . 102 are already activated during the approach and attract each other due to appropriately aligned magnetic fields, or at least one magnet may remain disabled during the approach until the surgeon crosses the interface 105 the magnetic coupling is actuated and the two magnets 101 . 102 coupled with each other. Conversely, when releasing the coupling between the two magnets 101 . 102 be provided that the magnets remain activated, and that the surgeon, for example, with a jerky head movement, the attraction of the device-side magnet 101 on the user side magnet 102 overcomes. Alternatively, the surgeon can use the interface 105 release the magnetic coupling by placing at least one of the two magnets 101 . 102 is deactivated.

Der benutzerseitige Magnet 102 kann über eine Halte- und Justageanordnung 107 an der Kopfhalterung 103 befestigt sein. Dadurch kann der benutzerseitige Magnet 102 derart relativ zum Kopf des Chirurgen positioniert werden, dass eine Kopplungsstellung der beiden Magneten 101, 102 erreicht werden kann, während der Chirurg durch die Okulare 33 des Mikroskops 3 schaut. Somit ist die Positionierungsvorrichtung 100 für den Chirurgen während einer Operation nutzbar, ohne dass er seinen Blick oder seine Hände vom Operationsbereich entfernen muss. Die Befestigungsvorrichtung 106 des geräteseitigen Magneten 101 am Tubus des Mikroskops 3 stellt eine weitere Verstellmöglichkeit bereit, um es dem Chirurgen zu ermöglichen, in ergonomischer Haltung am Mikroskop 3 zu arbeiten, während die beiden Magnete 101, 102 der Positionierungsvorrichtung 100 miteinander gekoppelt sind.The user-side magnet 102 can have a holding and adjusting arrangement 107 on the headgear 103 be attached. This allows the user-side magnet 102 be positioned relative to the head of the surgeon such that a coupling position of the two magnets 101 . 102 can be achieved while the surgeon through the eyepieces 33 of the microscope 3 looks. Thus, the positioning device 100 usable by the surgeon during an operation without having to remove his gaze or his hands from the operating area. The fastening device 106 of the device-side magnet 101 on the tube of the microscope 3 provides another adjustment facility to allow the surgeon to ergonomically posture on the microscope 3 to work while the two magnets 101 . 102 the positioning device 100 coupled together.

Als Sicherheitsmaßnahme können am Operationsmikroskop 3 Handgriffe 4 vorgesehen sein, und es kann vorgesehen sein, dass bei Aktivierung eines Bedienelements an den Handgriffen 4 die Kopplung der beiden Magnete 101, 102 und die damit verknüpften Funktionen (wie z. B. das Lösen der Bremsen des Mikroskops 3) sofort aufgehoben werden. Dies kann durch eine in 2 schematisch gezeigte Datenverbindung der Handgriffe 4, mit integrierten Sensoren oder dergleichen, mit der Steuereinheit 104 der Positionierungsvorrichtung 100 erreicht werden.As a safety precaution you can use the surgical microscope 3 handles 4 be provided, and it can be provided that upon activation of a control element on the handles 4 the coupling of the two magnets 101 . 102 and the associated functions (such as releasing the brakes of the microscope 3 ) be lifted immediately. This can be done by a in 2 schematically shown data connection of the handles 4 , with integrated sensors or the like, with the control unit 104 the positioning device 100 be achieved.

3 zeigt eine Ausführungsform einer Positionierungsvorrichtung 100, bei der eine Zieleinrichtung 200 vorgesehen ist, um es dem Chirurgen zu erleichtern, die Magnete 101, 102 in eine Kopplungsposition zu bringen. Die Zieleinrichtung 200 umfasst eine erste Komponente 201, welche an dem geräteseitigen Magneten 101 angebracht ist, und eine zweite Komponente 202, welche an dem benutzerseitigen Magneten 102 angebracht ist. Im vorliegenden Beispiel ist die Zieleinrichtung 200 mit einem Zentriersensor 203 und einem Abstandssensor 204 ausgestattet. 3 shows an embodiment of a positioning device 100 in which a target device 200 is provided to make it easier for the surgeon, the magnets 101 . 102 to bring into a coupling position. The destination facility 200 includes a first component 201 , which on the device-side magnet 101 attached, and a second component 202 which on the user-side magnet 102 is appropriate. In the present example, the target device is 200 with a centering sensor 203 and a distance sensor 204 fitted.

Als Zentriersensor 203 kann beispielsweise eine 4-Quadranten-Fotodiode verwendet werden, welche an einer der Komponenten angebracht ist und welche das Licht einer Punktlichtquelle an der gegenüber liegenden Komponente detektiert. Als Abstandssensor 204 kann beispielsweise ein induktiver oder ein kapazitiver Abstandssensor verwendet werden. Somit kann sowohl die Abweichung der beiden Magnete 101, 102 von der idealen Verbindungslinie in x-y-Richtung, d. h. die Zentrierung der beiden Kopplungskomponenden, als auch der Abstand der beiden Magnete 101, 102 zueinander gemessen werden.As centering sensor 203 For example, a 4-quadrant photodiode may be used which is attached to one of the components and which detects the light of a point light source on the opposing component. As a distance sensor 204 For example, an inductive or a capacitive distance sensor can be used. Thus, both the deviation of the two magnets 101 . 102 from the ideal connecting line in the xy direction, ie the centering of the two coupling components, as well as the distance between the two magnets 101 . 102 be measured to each other.

Alternativ kann die räumliche Anordnung der Kopplungskomponenten auch über die magnetischen bzw. elektromagnetischen Bestandteile 101, 102 der Positionierungsvorrichtung 100 erfasst werden, über welche auch der Kraftschluss zwischen dem geräteseitigen Element und dem benutzerseitigen Element der Positionierungsvorrichtung hergestellt wird. Dazu können beispielsweise Hall-Sensoren eingesetzt werden, welche die Relativposition der beiden Magnete 101, 102 zueinander erfassen können.Alternatively, the spatial arrangement of the coupling components via the magnetic or electromagnetic components 101 . 102 the positioning device 100 are detected, via which the adhesion between the device-side element and the user-side element of the positioning device is made. For this purpose, for example Hall sensors can be used, which are the relative position of the two magnets 101 . 102 can capture each other.

Wie in 3 dargestellt, kann eine Dateneinspiegelung 205 vorgesehen sein, um die relative Position der Kopplungskomponenten 101, 102 zueinander darzustellen. Hierbei werden die Informationen bevorzugt so dargestellt, dass der Chirurg anhand der eingespiegelten Daten die Kopplungskomponenten 101, 102 möglichst einfach in eine Kopplungsposition bringen kann. Beispielsweise kann die Abweichung der Kopplungskomponenten 101, 102 voneinander in der Ebene des Zentriersensors 203 als eine Fadenkreuzdarstellung angezeigt werden, während der vom Abstandssensor 204 gemessene Abstand der beiden Kopplungskomponenten 101, 102 als ein Zahlenwert oder als eine graphische Umsetzung des Zahlenwerts innerhalb der Fadenkreuzdarstellung angezeigt werden kann, beispielsweise durch Größe, Farbe, Form, Strichdicke oder dergleichen des Fadenkreuzes. Alternativ ist denkbar, einen Pfeil darzustellen, der die erforderliche Bewegungsrichtung angibt, um die benutzerseitige Kopplungskomponente 102 in Kopplungsstellung mit der geräteseitigen Kopplungskomponente 101 zu bringen. Der Abstand der beiden Kopplungskomponenten in Bewegungsrichtung kann dabei beispielsweise durch die Länge, Strichdicke oder Farbe des Pfeils veranschaulicht werden.As in 3 can be a data reflection 205 be provided to the relative position of the coupling components 101 . 102 to represent each other. In this case, the information is preferably displayed in such a way that the surgeon uses the mirrored-in data to determine the coupling components 101 . 102 as easy as possible in a coupling position can bring. For example, the deviation of the coupling components 101 . 102 from each other in the plane of the Zentriersensors 203 displayed as a crosshairs display while that of the distance sensor 204 measured distance of the two coupling components 101 . 102 may be displayed as a numerical value or as a graphic conversion of the numerical value within the crosshair representation, for example by size, color, shape, line thickness or the like of the crosshair. Alternatively, it is conceivable to represent an arrow indicating the required direction of movement to the user-side coupling component 102 in coupling position with the device-side coupling component 101 bring to. The distance between the two coupling components in the direction of movement can be illustrated, for example, by the length, line thickness or color of the arrow.

Alternativ oder zusätzlich zur Dateneinspiegelung 205 kann auch eine Einheit zur Ausgabe akustischer Signale 206 vorgesehen sein, welche durch akustische Ausgaben dem Chirurgen ein Feedback über die Relativposition der Kopplungskomponenten 101, 102 liefert. Beispielsweise kann über eine Tonfolge, bei der Tonhöhe, Lautstärke und/oder Zeitabstand zwischen den Einzeltönen variiert werden, Informationen über die Relativposition der Kopplungskomponenten 101, 102 and den Chirurgen übermittelt werden.Alternatively or in addition to the data input 205 can also be a unit for the output of acoustic signals 206 be provided, which by acoustic outputs to the surgeon feedback on the relative position of the coupling components 101 . 102 supplies. For example, information about the relative position of the coupling components can be varied via a tone sequence in which the pitch, volume and / or time interval between the individual tones 101 . 102 transmitted to the surgeon.

4 zeigt eine optionale Modifikation der voranstehend beschriebenen Ausführungsform, wobei eine Vorrichtung zur automatisierten Kopplung der beiden Kopplungskomponenten 101, 102 vorgesehen ist. Hierbei wird die geräteseitige Kopplungskomponente 101 mittels einer Positionierungseinheit 301, 302 in Kontakt mit der benutzerseitigen Kopplungskomponente 102 gebracht. Die voranstehend beschriebene Zieleinrichtung 200 mit Sensoren zur Abstands- und Relativpositionsbestimmung kann hierbei von der Steuereinheit 104 ausgewertet werden, um die Bewegung der geräteseitigen Kopplungskomponente 101 zu steuern. Alternativ kann eine Abstandsmessung mittels Hall-Sensoren, wie voranstehend beschrieben, zum Steuern der automatisierten Kopplung verwendet werden. 4 shows an optional modification of the embodiment described above, wherein a device for automated coupling of the two coupling components 101 . 102 is provided. Here, the device-side coupling component 101 by means of a positioning unit 301 . 302 in contact with the user-side coupling component 102 brought. The target device described above 200 with sensors for distance and relative position determination can in this case by the control unit 104 be evaluated to the movement of the device-side coupling component 101 to control. Alternatively, a distance measurement using Hall sensors as described above may be used to control the automated coupling.

Im Gegensatz zur voranstehend beschriebenen Betrieb der Zieleinrichtung, bei der der Chirurg selbst seinen Kopf in eine Stellung bewegen muss, die eine Kopplung der beiden Kopplungskomponenten 101, 102 ermöglicht, passt sich bei der in 4 dargestellten automatisierten Kopplungsvorrichtung die geräteseitige Kopplungskomponente 101 an die momentane Position des Chirurgen an. Dadurch kann erreicht werden, dass der Chirurg in einer ergonomisch günstigen Haltung arbeiten kann.In contrast to the above-described operation of the aiming device, in which the surgeon himself must move his head to a position which is a coupling of the two coupling components 101 . 102 allows, adapts to the in 4 illustrated automated coupling device, the device-side coupling component 101 to the current position of the surgeon. This can be achieved that the surgeon can work in an ergonomic position.

Beim Betrieb der automatisierten Kopplungseinrichtung werden über die Steuereinheit 104 (siehe 3) die von der Zieleinrichtung 200 ermittelten Abweichungen der Position der geräteseitigen Kopplungskomponente 101 von der benutzerseitigen Kopplungskomponente 102 in Steuersignale umgewandelt. Diese Steuersignale werden an aktive Positionierelemente 301, 302 übermittelt. Die Positionierelemente können dabei beispielsweise eine motorisch betriebene x-y-Verstellung 302 und eine motorisch betriebene Abstandsverstellung 301 umfassen. Die Positionierelemente 301, 302 befinden sich vorzugsweise tubusseitig in der Halte- und Justageeinrichtung 106 (siehe 3).During operation of the automated coupling device are via the control unit 104 (please refer 3 ) of the target device 200 determined deviations of the position of the device-side coupling component 101 from the user-side coupling component 102 converted into control signals. These control signals are sent to active positioning elements 301 . 302 transmitted. The positioning elements can, for example, a motorized xy adjustment 302 and a motorized distance adjustment 301 include. The positioning elements 301 . 302 are preferably located on the tube side in the holding and adjusting device 106 (please refer 3 ).

Bei der Bewegung der geräteseitigen Kopplungskomponente 101 wird vorzugsweise ein geschlossener Regelkreis mit Rückkopplung durch die Signale der Zieleinrichtung 200 genutzt. Wenn die Kopplungsposition mit der benutzerseitigen Kopplungskomponente 102 erreicht ist, kann die Magnetkopplung automatisch oder benutzergesteuert aktiviert werden. Die Aktivierung der Magnetkopplung bei Erreichen der Kopplungsposition der beiden Kopplungskomponenten 101, 102 kann dabei durch ein freihändiges Bedienelement, beispielsweise durch eine Sprachsteuerung oder ein Fußpedal, ausgelöst werden. Daraufhin können, wie voranstehend beschrieben, die Bremsen des Mikroskops 3 automatisch gelöst werden, so dass der Chirurg das Mikroskop 3 durch Bewegungen seines Kopfes über die Positionierungsvorrichtung 100 positionieren kann.During the movement of the device-side coupling component 101 is preferably a closed loop with feedback by the signals of the target device 200 used. When the coupling position with the user-side coupling component 102 is reached, the magnetic coupling can be activated automatically or user-controlled. Activation of the magnetic coupling upon reaching the coupling position of the two coupling components 101 . 102 can be triggered by a hands-free control, for example, by a voice control or a foot pedal. Then, as described above, the brakes of the microscope 3 be solved automatically, allowing the surgeon to use the microscope 3 by movements of his head over the positioning device 100 can position.

Claims

Positioning device ( 100 ) for a surgical device, in particular a surgical microscope ( 3 ), comprising: - a first element ( 102 ) attachable to a body part of a user of the surgical device; A second element ( 101 ) attached to the surgical device; and a coupling comprising the first and second elements ( 101 . 102 ) releasably connects to each other, so that a user by means of the positioning device ( 100 ) can transmit a force for positioning the surgical device from its body part to the surgical device.

Positioning device ( 100 ) according to claim 1, wherein the clutch comprises a magnetic coupling.

Positioning device ( 100 ) according to one of claims 1 or 2, wherein the surgical device comprises a braking device to fix a position of the surgical device, and wherein the positioning device ( 100 ) cooperates with the braking device of the surgical device such that a closing of the coupling for connecting the first and the second element ( 101 . 102 ) releases the brake device.

Positioning device ( 100 ) according to one of claims 1 to 3, further comprising a target device ( 200 ) with a sensor ( 203 . 204 ) for measuring the distance of the first and second elements ( 101 . 102 ) in at least one predetermined direction.

Positioning device ( 100 ) according to claim 4, wherein the sensor comprises a 4-quadrant photodiode ( 203 ) for measuring a distance between the first and the second element ( 101 . 102 ).

Positioning device ( 100 ) according to claim 4 or 5, wherein the sensor comprises an inductive or capacitive distance sensor ( 204 ).

Positioning device ( 100 ) according to claim 2 and any one of claims 4 to 6, wherein the sensor is integrated in the magnetic coupling, and in particular a Hall sensor ( 204 ).

Positioning device ( 100 ) according to one of claims 4 to 7, wherein the distance of the first and second elements ( 101 . 102 ) in at least one predetermined direction as a data input ( 205 ) is provided to the user, the data input ( 205 ) may in particular comprise a crosshair representation.

Positioning device ( 100 ) according to one of claims 1 to 8, further comprising an automated coupling device ( 301 . 302 ), which the second element ( 102 ) in coupling position with the first element ( 101 ) can bring.

Surgical microscope ( 3 ), comprising: - a microscope main body ( 35 ) with a microscope optics, - a positioning device ( 100 ) according to one of claims 1 to 9 for positioning the surgical microscope ( 3 ).