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Die Erfindung betrifft ein zum Einsatz in der Humanmedizin oder der Veterinärmedizin geeignetes Bohrersystem.
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Medizinische Bohrersysteme werden in verschiedenen medizinischen Bereichen, beispielsweise in der Knochenchirurgie oder der Dentalmedizin, zum Ausbilden von Kanälen in Knochen, Zähnen oder anderen Gewebearten im Rahmen chirurgischer Behandlungen eingesetzt. Beispielsweise werden Knochenbohrer verwendet, um in Knochen Bohrkanäle zur Aufnahme von Knochenschrauben zu erzeugen. Um zu verhindern, dass während des Bohrvorgangs Nervenbahnen oder andere sensitive Bereiche in der Nähe eines Bohrorts beschädigt werden, werden üblicherweise vor dem Bohrvorgang oder während des Bohrvorgangs begleitende Röntgenuntersuchungen durchgeführt. Ferner sind Dentalbohrersysteme bekannt, die mit einer separat von einem Handbohrer ausgebildeten Ultraschallsonde ausgestattet sind. Bei diesen Systemen kann der Bohrvorgang regelmäßig unterbrochen und Bohrer aus dem Mund des Patienten entnommen werden. Anschließend kann die Ultraschallsonde an den Bohrort gebracht und der Verlauf des bereits erzeugten Bohrkanals kontrolliert werden.
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Die Erfindung ist auf die Aufgabe gerichtet, ein zum Einsatz in der Humanmedizin oder der Veterinärmedizin geeignetes Bohrersystem anzugeben, das es ermöglicht, Beschädigungen von Nervenbahnen oder anderen sensitiven Bereichen in der Nähe eines Bohrorts auf einfache Art und Weise und mit hoher Zuverlässigkeit zu vermeiden.
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Diese Aufgabe wird durch ein medizinisches Bohrersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Ein medizinisches Bohrersystem umfasst einen Bohrer mit einem Bohrkopf zur Aufnahme eines Bohrwerkzeugs. Bei dem Bohrer kann es sich um einen Chirurgie- oder Dentalbohrer handeln, der dazu eingerichtet ist, in Knochen, Zähne oder andere Gewebearten Bohrkanäle einzubringen. Der Bohrkopf ist vorzugsweise mit einer Anordnung zur lösbaren Befestigung des Bohrwerkzeugs an dem Bohrkopf ausgestattet, so dass der Bohrkopf, je nach Bedarf, mit unterschiedlichen Bohrwerkzeugen verbunden werden kann. Die Ausgestaltung des Bohrwerkzeugs, d. h. das Material und/oder die Form des Bohrwerkzeugs, ist/sind vorzugsweise an die Art des Gewebes angepasst, in das mittels des Bohrers ein Bohrkanal einzubringen ist. Der Bohrer kann ferner mit einer Antriebseinheit versehen sein, die vorzugsweise dazu eingerichtet ist, zur Erzeugung eines Bohrkanals das mit dem Bohrkopf verbundene Bohrwerkzeug in Rotation zu versetzen.
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Ferner ist der Bohrer des medizinischen Bohrersystems mit einer Messsonde ausgestattet. Die Messsonde weist eine Sendeeinheit auf, die dazu eingerichtet ist, während eines Bohrvorgangs Messsignale auszusenden. Ferner umfasst die Messsonde eine Empfangseinheit, die dazu eingerichtet ist, während des Bohrvorgangs an Gewebe in der Umgebung eines mittels des Bohrwerkzeugs erzeugten Bohrkanals reflektierte Messsignale zu empfangen. Die von der Sendeeinheit der Messsonde ausgesandten Messsignale werden von unterschiedlichen Gewebearten in der Umgebung des Bohrkanals unterschiedlich reflektiert. Beispielsweise können sich Knochen, Blutgefäße oder Nervenbahnen hinsichtlich ihrer Reflexionseigenschaften der von der Sendeeinheit der Messsonde ausgesandten Messsignale unterscheiden. Dies spiegelt sich in den von der Empfangseinheit der Messsonde empfangenen reflektierten Messsignalen wieder. Je nach Bedarf, kann/können die Sendeeinheit und/oder die Empfangseinheit mehrere Einzelsender bzw. Einzelempfänger umfassen. Wesentlich ist, dass die Messsonde während des Bohrvorgangs, d. h. während der Erzeugung eines Bohrkanals mittels eines mit dem Bohrkopf verbundenen Bohrwerkzeugs betreibbar ist.
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Schließlich umfasst das medizinische Bohrersystem eine Steuereinheit, die dazu eingerichtet ist, während des Bohrvorgangs auf der Basis der von der Sendeeinheit der Messsonde ausgesandten Messsignale sowie auf der Basis der von der Empfangseinheit der Messsonde empfangenen reflektierten Messsignale unterschiedliche Gewebearten in der Umgebung des mittels des Bohrwerkzeugs erzeugten Bohrkanals zu identifizieren. Die Steuereinheit kann in den Bohrer integriert oder separat von den Bohrer ausgebildet sein. Bei dem medizinischen Bohrersystem ist die Steuereinheit dazu einsetzbar, während des Bohrvorgangs in Echtzeit die Bohrkanalumgebung zu überwachen. Insbesondere können unterschiedliche Gewebearten, wie zu Beispiel Knochen, Blutgefäße oder Nervenbahnen voneinander unterschieden werden, so dass vermieden werden kann, dass der Bohrkanal in unerwünschter Weise zu nahe an eine Nervenbahn oder einen anderen sensitiven Bereich herangeführt wird. Dadurch können Verletzungen des Patienten bei einem operativen Eingriff verhindert werden, ohne dass hierzu eine Unterbrechung des Bohrvorgangs oder eine aufwendige parallele Überwachung des Bohrvorgangs, beispielsweise durch Röntgen erforderlich ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des medizinischen Bohrersystems ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, während des Bohrvorgangs auf der Basis der von der Sendeeinheit der Messsonde ausgesandten Messsignale sowie auf der Basis der von der Empfangseinheit der Messsonde empfangenen reflektierten Messsignale einen Abstand zwischen dem Bohrkanal und einem sensitiven Gewebebereich zu ermitteln. Bei dem sensitiven Gewebebereich kann sich beispielsweise um eine Nervenbahn, ein Blutgefäß oder einen anderen Gewebebereich handeln, der von dem Bohrkanal nicht tangiert werden soll. Zur Bestimmung des Abstands zwischen dem Bohrkanal und dem sensitiven Gewebebereich kann die Steuereinheit beispielsweise einen Zeitabstand zwischen einem von der Sendeeinheit der Messsonde ausgesandten Messsignal und dem entsprechenden an dem sensitiven Gewebebereich reflektierten und von der Empfangseinheit der Messsonde empfangenen Messsignal ermitteln. Die kontinuierliche Überwachung des Abstands zwischen dem Bohrkanal und dem sensitiven Gewebebereich ermöglicht es, zu verhindern, dass der Bohrkanal dem sensitiven Gewebebereich zu nahe kommt und diesen beschädigt.
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Das medizinische Bohrersystem kann ferner eine Warnsignalausgabeeinheit umfassen. Ferner kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, die Warnsignalausgabeeinheit zur Ausgabe eines Warnsignals zu veranlassen, wenn während des Bohrvorgangs der von der Steuereinheit ermittelte Abstand zwischen dem Bohrkanal und dem sensitiven Gewebebereich einen ersten Schwellwert unterschreitet. Die Warnsignalausgabeeinheit kann dazu eingerichtet sein, ein akustisches und/oder ein optisches Warnsignal auszugeben. Beispielsweise kann die Warnsignalausgabeeinheit im Bereich eines Handgriffs des Bohrers angeordnet und damit für einen Benutzer auch während des Bohrvorgangs gut sichtbar sein. Die Warnsignalausgabeeinheit kann in Form eines Ampelsystems mit einer grünen, einer gelben und einer roten Lampe ausgestaltet sein. Solange der Bohrkanal weit genug von dem sensitiven Gewebebereich entfernt ist, kann die grüne Lampe der Warnsignalausgabeeinheit leuchten, kommt der Bohrkanal dem sensitiven Gewebebereich dagegen näher, kann die gelbe Lampe der Warnsignalausgabeeinheit eingeschaltet werden. Schließlich kann die rote Lampe der Warnsignalausgabeeinheit eingeschaltet werden, wenn der Abstand zwischen dem Bohrkanal und dem sensitiven Gewebebereich den ersten Schwellwert unterschreitet.
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Die Steuereinheit kann ferner dazu eingerichtet sein, einen Betrieb des Bohrers zu unterbrechen, wenn während des Bohrvorgangs der von der Steuereinheit ermittelte Abstand zwischen dem Bohrkanal und dem sensitiven Gewebebereich einen zweiten Schwellwert unterschreitet. Bei einer derartigen Ausgestaltung des medizinischen Bohrersystems kann eine Schädigung des sensitiven Gewebebereichs zuverlässig vermieden werden. Die Betriebsunterbrechung des Bohrers durch die Steuereinheit kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass die Steuereinheit einer Antriebseinheit des Bohrers ein entsprechendes Steuersignal übermittelt, durch das die Antriebseinheit außer Betrieb gesetzt wird. Der zweite Schwellwert ist vorzugsweise kleiner als der erste Schwellwert, wodurch ein zweistufiges Sicherheitssystem realisiert werden kann.
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Grundsätzlich können der erste und/oder der zweite Schwellwert vorgegebene, beispielsweise auf Erfahrungswerten basierende Werte sein. Beispielsweise kann der erste Schwellwert 4 mm und der zweite Schwellwert 2 mm betragen. Vorzugsweise umfasst das medizinische Bohrersystem jedoch eine Eingabeeinheit zur manuellen Eingabe des ersten und/oder des zweiten Schwellwerts. Durch die Möglichkeit, den ersten und/oder den zweiten Schwellwert manuell vorzugeben, können beispielsweise patientenspezifische Besonderheiten, wie zum Beispiel eine altersbedingt verringerte Knochendichte oder eine Osteoporoseerkrankung des Patienten, die einen größeren „Sicherheitsabstand” zwischen dem Bohrkanal und einem sensitiven Gewebebereich erfordern, berücksichtigt werden.
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Die Sendeeinheit der Messsonde kann dazu eingerichtet sein, während des Bohrvorgangs erste Messsignale in eine Richtung im Wesentlichen parallel zu einer Bohrachse sowie zweite Messsignale in eine Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der Bohrachse auszusenden. Dementsprechend kann die Empfangseinheit der Messsonde dazu eingerichtet sein, während des Bohrvorgangs die an Gewebe in der Umgebung des Bohrkanals reflektierten ersten und zweiten Messsignale zu empfangen. Bei einer derartigen Ausgestaltung der Messsonde kann die Umgebung des Bohrkanals im Bereich seiner Seitenwände sowie seiner Spitze überwacht werden. Dies ermöglicht eine besonders genaue Führung des Bohrkanalverlaufs, da während des Bohrvorgangs sowohl der Abstand der Bohrkanalseitenwände von einem sensitiven Gewebebereich als auch der Abstand der Bohrkanalspitze von einem sensitiven Gewebebereich überwacht werden können.
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Das Bohrwerkzeug kann im Bereich seiner Spitze eine erste Öffnung zur Abgabe der von der Sendeeinheit der Messsonde ausgesandten ersten Messsignale aufweisen.
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Ferner kann das Bohrwerkzeug im Bereich einer Seitenwand mit einer zweiten Öffnung zur Abgabe der von der Sendeeinheit der Messsonde ausgesandten zweiten Messsignale versehen sein. Durch die in dem Bohrwerkzeug vorgesehene(n) Öffnung(en) können die von der Sendeeinheit der Messsonde ausgesandten Messsignale in der Umgebung des Bohrwerkzeugs freigesetzt werden. Ferner können die an Gewebe in der Umgebung des Bohrwerkzeugs reflektierten Messsignale durch die in dem Bohrwerkzeug vorgesehene(n) Öffnung(en) zu der Empfangseinheit der Messsonde gelangen.
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Die Messsonde kann in einen in dem Bohrkopf ausgebildeten ersten Aufnahmekanal eingeführt sein, der sich vorzugsweise im Wesentlichen parallel und insbesondere koaxial zu der Bohrachse erstreckt. Die Messsonde kann lösbar in dem ersten Aufnahmekanal aufgenommen sein, so dass sie bei Bedarf, beispielsweise zu Reparatur- oder Reinigungszwecken, aus dem ersten Aufnahmekanal entnommen werden kann. Ferner kann die Messsonde verschiebbar in den ersten Aufnahmekanal eingebracht sein, so dass die Messsonde zur Durchführung von Messungen während eines Bohrvorgangs an unterschiedliche Positionen in dem ersten Aufnahmekanal gebracht werden kann. Alternativ dazu ist es jedoch auch denkbar, die Messsonde fest in einen in dem Bohrkopf ausgebildeten ersten Aufnahmekanal zu integrieren.
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Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Messsonde in einen in dem Bohrwerkzeug ausgebildeten zweiten Aufnahmekanal eingeführt sein, der sich vorzugsweise im Wesentlichen parallel und insbesondere koaxial zu der Bohrachse erstreckt. Eine Messsonde, die in einen in dem Bohrwerkzeug ausgebildeten zweiten Aufnahmekanal eingeführt ist, kann der an einer Spitze des Bohrwerkzeugs platziert werden und kann daher eine geringere Messtiefe, d. h. eine geringere Eindringtiefe der von der Sendeeinheit der Messsonde ausgesandten Messsignale in das Gewebe in der Umgebung des Bohrkanals haben.
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Die Messsonde kann lösbar in dem zweiten Aufnahmekanal aufgenommen sein, so dass sie bei Bedarf, beispielsweise zur Reparatur oder Reinigungszwecken, aus dem zweiten Aufnahmekanal entnommen werden kann. Ferner kann die Messsonde verschiebbar in den zweiten Aufnahmekanal eingebracht sein, so dass die Messsonde zur Durchführung von Messungen während eines Bohrvorgangs an unterschiedliche Positionen in dem zweiten Aufnahmekanal gebracht werden kann. Alternativ dazu kann die Messsonde jedoch auch in das Bohrwerkzeug integriert sein. Schließlich ist es denkbar, die Messsonde selbst als Bohrwerkzeug auszubilden.
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Die Messsonde des medizinischen Bohrersystems kann eine Ultraschallsonde, insbesondere eine Doppler-Ultraschallsonde umfassen, bzw. in Form einer Ultraschallsonde, insbesondere einer Doppler-Ultraschallsonde ausgebildet sein.
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Alternativ dazu ist es jedoch auch denkbar, die Messsonde des medizinischen Bohrersystems mit einer optischen Kohärenztomographiesonde auszustatten bzw. in Form einer optischen Kohärenztomographiesonde auszubilden. Optische Kohärenztomographiesonden zeichnen sich durch eine besonders geringe Baugröße aus und können folglich auch in sehr kleine Bohrer installiert werden. Schließlich ist es auch denkbar, die Messsonde mit einer Ultraschallsonde und einer optischen Kohärenztomographiesonde auszustatten.
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Die Steuereinheit des medizinischen Bohrersystems kann einen Speicher umfassen, in dem Referenzwerte für die Reflexion der von der Sendeeinheit der Messsonde ausgesandten Messsignale durch unterschiedliche Gewebearten gespeichert sind. Die in dem Speicher der Steuereinheit gespeicherten Referenzwerte sind vorzugsweise an die Ausgestaltung der Messsonde angepasst. Wenn die Messsonde eine Ultraschallsonde umfasst, können in dem Speicher der Steuereinheit beispielsweise Referenzwerte für die Dämpfung von Ultraschallwellen einer bestimmten Frequenz durch unterschiedliche Gewebearten hinterlegt sein. Entsprechend können im Speicher der Steuereinheit Referenzwerte für die Dämpfung von Lichtwellen einer bestimmten Frequenz durch unterschiedliche Gewebearten hinterlegt sein, wenn die Messsonde eine optische Kohärenztomographiesonde umfasst.
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Ferner kann das medizinische Bohrersystem mit einer Bilderzeugungseinrichtung ausgestattet sein, die dazu eingerichtet ist, auf der Basis von durch die Steuereinheit bereitgestellten Daten während des Bohrvorgangs ein zweidimensionales oder dreidimensionales Echtzeitbild der Umgebung des Bohrkanals zu erzeugen.
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Ferner kann das medizinische Bohrersystem eine Anzeigevorrichtung zur Anzeige des von der Bilderzeugungseinrichtung erzeugten Echtzeitbilds umfassen. Der Bohrvorgang ist ein besonders komfortabel und sicher überwachbar.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nun anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen erläutert, von denen
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1 eine schematische Darstellung eines medizinischen Bohrersystems mit einem Bohrer, einer Steuereinheit, einer Bilderzeugungseinrichtung und einer Anzeigevorrichtung zeigt,
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2 eine Detaildarstellung eines Bohrkopfs und einer Messsonde des in 1 veranschaulichten Bohrers in einer Draufsicht zeigt,
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3 eine Detaildarstellung eines Bohrkopf und einer Messsonde des in 1 veranschaulichten Bohrers in einer Seitenansicht zeigt und
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4 eine Detaildarstellung eines Bohrwerkzeugs des in 1 veranschaulichten Bohrers zeigt.
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1 zeigt ein zum Einsatz in der Humanmedizin oder der Veterinärmedizin geeignetes Bohrersystem 10, das einen Bohrer 12 zum Einbringen von Bohrkanälen in Knochen, Zähne oder andere Gewebearten umfasst. Der Bohrer 12 ist mit einem Bohrkopf 14 versehen, in dem ein Bohrwerkzeug 16 lösbar befestigbar ist. Je nach Bedarf, kann der Bohrkopf 14 unterschiedlichen Bohrwerkzeugen 16 verbunden werden, um unterschiedlich dimensionierte Bohrkanäle in unterschiedliche Gewebematerialien zu bohren. Der Bohrer 12 umfasst ferner eine Antriebseinheit 18, die dazu eingerichtet ist, im Betrieb des Bohrers 12 das mit dem Bohrkopf 14 verbundene Bohrwerkzeug 16 in Rotation um eine Bohrachse A zu versetzen.
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Ferner ist der Bohrer 12 des medizinischen Bohrersystems 10 mit einer Messsonde 20 ausgestattet. Die Messsonde 20 weist eine in den 2 und 3 schematisch angedeutete Sendeeinheit 22 sowie eine in den 2 und 3 ebenfalls schematisch angedeutete Empfangseinheit 24 auf. In der in den Figuren gezeigten Ausführungsform einer Messsonde 20, ist die Messsonde 20 in Form einer Ultraschallsonde, insbesondere in Form einer Doppler-Ultraschallsonde ausgebildet. Bei der Sendeeinheit 22 handelt es sich demzufolge um eine Ultraschall-Sendeeinheit, während die Empfangseinheit 24 in Form einer Ultraschall-Empfangseinheit ausgebildet ist. Alternativ dazu ist es jedoch auch möglich, als Messsonde 20 eine optische Kohärenztomographiesonde einzusetzen. Die Sendeeinheit 22 und die Empfangseinheit 24 können dann in Form einer Kohärenzlicht-Sendeeinheit bzw. einer Kohärenzlicht-Empfangseinheit ausgebildet sein.
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Wie den 2 und 3 gezeigt ist, ist die Messsonde 20 in einen in dem Bohrkopf 14 ausgebildeten ersten Aufnahmekanal 25a eingeführt, der sich koaxial zu der Bohrachse A erstreckt. In dem in den Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispiel eines medizinischen Bohrsystems 10 ist die Messsonde 20 lösbar und verschiebbar in dem ersten Aufnahmekanal 25a aufgenommen, so dass sie bei Bedarf, beispielsweise zur Reparatur oder Reinigungszwecken, aus dem ersten Aufnahmekanal 25a entnommen werden kann. Ferner ragt die Messsonde 20 in einen in dem Bohrwerkzeug 16 ausgebildeten zweiten Aufnahmekanal 25b, sie 4, der ebenfalls koaxial zu der Bohrachse A erstreckt. Auch in dem zweiten Aufnahmekanal 25b ist die Messsonde 20 lösbar aufgenommen, so dass sie zu Reparatur- oder Reinigungszwecken, aus dem zweiten Aufnahmekanal 25b entnommen werden kann. Alternativ dazu kann die Messsonde 20 auch in das Bohrwerkzeug 16 integriert oder als Bohrwerkzeug ausgebildet sein.
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Die Sendeeinheit 22 sendet während eines Bohrvorgangs, d. h. während das Bohrwerkzeug 16, angetrieben durch die Antriebseinheit 18, um die Bohrachse A rotiert und dabei einen Bohrkanal 26 erzeugt, Messsignale aus, siehe 4. Bei der in Form einer Ultraschallsonde ausgebildeten Messsonde 20, sendet die Sendeeinheit 20 Ultraschallsignale aus. Die von der Sendeeinheit 22 der Messsonde 20 ausgesandten Messsignale werden von unterschiedlichen Gewebearten, wie zu Beispielknochen, Blutgefäßen oder Nervenbahnen in der Umgebung des Bohrkanals 26 unterschiedlich reflektiert. Insbesondere werden die von der Sendeeinheit 22 der Messsonde 20 ausgesandten Messsignale von unterschiedlichen Gewebearten unterschiedlich stark gedämpft. Die Empfangseinheit 24 dient dazu, die von der Sendeeinheit 20 ausgesandten Messsignale, die während des Bohrvorgangs an Gewebe in der Umgebung des Bohrkanals 26 je nach Gewebeart unterschiedlich reflektiert werden, zu empfangen.
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Die von der Empfangseinheit 24 empfangenen reflektierten Messsignale werden an eine Steuereinheit 28 des medizinischen Bohrersystems 10 übertragen, die dazu eingerichtet ist, während des Bohrvorgangs auf der Basis der von der Sendeeinheit 22 der Messsonde 20 ausgesandten Messsignale sowie auf der Basis der von der Empfangseinheit 24 der Messsonde 20 empfangenen reflektierten Messsignale unterschiedliche Gewebearten in der Umgebung des mittels des Bohrwerkzeugs 16 erzeugten Bohrkanals 26 zu identifizieren. In der in 1 gezeigten beispielhaften Ausführungsform des medizinischen Bohrersystems 10 ist die Steuereinheit 28 separat von dem Bohrer 12 ausgebildet. Alternativ dazu ist es jedoch auch denkbar, die Steuereinheit 28 in den Bohrer 12 zu integrieren.
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Die Steuereinheit 28 umfasst einen Speicher 29, in dem Referenzwerte für die Reflexion der von der Sendeeinheit 22 der Messsonde 20 ausgesandten Messsignale durch unterschiedliche Gewebearten gespeichert sind. Bei dem in den Figuren veranschaulichen Bohrer 12, der mit einer in Form einer Ultraschallsonde ausgestalteten Messsonde 20 ausgestattet ist, sind in dem Speicher 29 der Steuereinheit 28 Referenzwerte für die Dämpfung von Ultraschallwellen einer bestimmten Frequenz durch unterschiedliche Gewebearten hinterlegt. Durch einen Vergleich der ihr von der Empfangseinheit 24 übermittelten reflektierten Messsignale mit den in dem Speicher 30 hinterlegten Referenzwerten kann die Steuereinheit 22 somit während des Bohrvorgangs, d. h. ohne dass der Bohrvorgang unterbrochen und das Bohrwerkzeug 16 aus dem Bohrkanal 26 entnommen werden muss, verschiedene, in der Umgebung des Bohrkanals 26 befindliche Gewebearten, wie zum Beispiel Knochen und Nervenbahnen, voneinander unterscheiden und identifizieren.
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Die Steuereinheit 28 steht ferner mit einer Bilderzeugungseinrichtung 30 in Verbindung. Auf der Basis der ihr von der Steuereinheit 28 übermittelten Daten erzeugte Bilderzeugungseinrichtung 30 während des Bohrvorgangs, je nach Ausgestaltung der Messsonde 20, ein zweidimensionales oder dreidimensionales Echtzeitbild der Umgebung des Bohrkanals 26. Das von der Bilderzeugungseinrichtung 30 erzeugte Echtzeitbild wird auf eine Anzeigevorrichtung 31 angezeigt. Dadurch wird eine Echtzeitüberwachung des Bohrvorgangs und insbesondere des Bohrkanalverlaufs ermöglicht.
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Ferner übermitteln die Sendeeinheit 22 und die Empfangseinheit 24 der Messsonde 20 Signale, aus denen die Steuereinheit einen Zeitabstand zwischen einem von der Sendeeinheit 22 der Messsonde 20 ausgesandten Messsignal und an einem sensitiven Gewebebereich 32 reflektierten und von der Empfangseinheit der Messsonde empfangenen Messsignal ermittelt. Aus diesem Zeitabstand bestimmt die Steuereinheit 28 dann einen Abstand D zwischen dem Bohrkanal 26 und einem sensitiven Gewebebereich 32. Bei dem sensitiven Gewebebereich 32 kann es sich beispielsweise um eine Nervenbahnen handeln, die nicht von dem Bohrkanal 26 tangiert werden soll.
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Die Sendeeinheit 22 der Messsonde 20 sendet während des Bohrvorgangs erste Messsignale in eine Richtung im Wesentlichen parallel zu der Bohrachse A sowie zweite Messsignale in eine Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der Bohrachse A aus. Dementsprechend empfängt die Empfangseinheit 24 der Messsonde 20 während des Bohrvorgangs die an Gewebe in der Umgebung des Bohrkanals 26 reflektierten ersten und zweiten Messsignale. Dadurch kann die Umgebung des Bohrkanals 26 im Bereich seiner Seitenwände sowie seiner Spitze überwacht werden. Dies ermöglicht eine besonders genaue Führung des Bohrkanalverlaufs, da während des Bohrvorgangs sowohl ein Abstand D1 der Bohrkanalseitenwände von dem sensitiven Gewebebereich 32 als auch ein Abstand D2 der Bohrkanalspitze von dem sensitiven Gewebebereich 32 überwacht werden können.
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Wie in 4 gezeigt ist, weist das Bohrwerkzeug 16 im Bereich seiner Spitze eine erste Öffnung 33a zur Abgabe der von der Sendeeinheit 22 der Messsonde 20 ausgesandten ersten Messsignale sowie zur Zufuhr der an Gewebe in der Umgebung des Bohrwerkzeugs 16 reflektierten ersten Messsignale zu der Empfangseinheit 24 der Messsonde 20 auf. Ferner ist das Bohrwerkzeug 16 im Bereich einer Seitenwand mit einer zweiten Öffnung 33b zur Abgabe der von der Sendeeinheit 22 der Messsonde 20 ausgesandten zweiten Messsignale sowie zur Zufuhr der an Gewebe in der Umgebung des Bohrwerkzeugs 16 reflektierten zweiten Messsignale zu der Empfangseinheit 24 der Messsonde 20 versehen.
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Ferner umfasst das medizinische Bohrersystem 10 eine im Bereich eines Handgriffs 34 des Bohrers 12 angeordnete Warnsignalausgabeeinheit 36. Die Warnsignalausgabeeinheit 36, die ebenso wie weitere Komponenten des Bohrers 12, wie z. B. elektrische Leitungen oder Signalleitungen, etc., in den Handgriff 34 eingebettet sein kann, ist in Form eines Ampelsystems mit einer grünen, einer gelben und einer roten Lampe 38, 40, 42 ausgestaltet. Solange der Bohrkanal 26 weit genug, beispielsweise 8 mm, von dem sensitiven Gewebebereich 32 entfernt ist, leuchtet die grüne Lampe 38 der Warnsignalausgabeeinheit 36. Kommt der Bohrkanal 26 dem sensitiven Gewebebereich 32 dagegen näher, beispielsweise auf 6 mm, wird die grüne Lampe 38 ausgeschaltet und die gelbe Lampe 40 der Warnsignalausgabeeinheit 36 eingeschaltet. Wenn während des Bohrvorgangs der von der Steuereinheit 28 ermittelte Abstand D zwischen dem Bohrkanal 26 und dem sensitiven Gewebebereich 32 schließlich einen ersten Schwellwert von beispielsweise 4 mm, unterschreitet, veranlasst die Steuereinheit 28 die Warnsignalausgabeeinheit 36, die gelbe Lampe 40 auszuschalten und die rote Lampe 42 einzuschalten und damit ein optisches Warnsignal auszugeben. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Warnsignalausgabeeinheit 36 auch dazu eingerichtet sein, ein akustisches Warnsignal auszugeben, wenn während des Bohrvorgangs der von der Steuereinheit 28 ermittelte Abstand D zwischen dem Bohrkanal 26 und dem sensitiven Gewebebereich 32 den ersten Schwellwert unterschreitet.
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Darüber hinaus steuert die Steuereinheit 28 den Betrieb der Antriebseinheit 18 des Bohrers 12. Insbesondere unterbricht die Steuereinheit 28 den Betrieb der Antriebseinheit 18 und damit Betrieb des Bohrers 12, wenn während des Bohrvorgangs der von der Steuereinheit 28 ermittelte Abstand D zwischen dem Bohrkanal 26 und dem sensitiven Gewebebereich 32 einen zweiten Schwellwert unterschreitet. Der zweite Schwellwert ist kleiner als der erste Schwellwert und beträgt beispielsweise 2 mm. Durch das automatische Abschalten des Bohrers 12, wenn der Bohrkanal 26 dem sensitiven Gewebebereich 32 zu nahe kommt, wird eine Schädigung des sensitiven Gewebebereichs zuverlässig vermieden.
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Der erste und der zweite Schwellwert können von einem Benutzer manuell in eine Eingabeeinheit 44 eingegeben werden. Dadurch wird es ermöglicht, bei der Steuerung des Betriebs des Bohrers 12 mittels der Steuereinheit 28 patientenspezifische Besonderheiten, wie zum Beispiel eine altersbedingt verringerte Knochendichte oder eine Osteoporoseerkrankung des Patienten, die einen größeren „Sicherheitsabstand” zwischen dem Bohrkanal 26 und dem sensitiven Gewebebereich 32 erfordern, zu berücksichtigen.
