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Zielgerät für Hirnuntersuchungen und -operationen Die Erfindung betrifft
ein Zielgerät für Hirnuntersuchungen und -operationen mit einem Schädelhalterrahmen.
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Solche Zielgeräte mit einem stationären Schädelhalterrahmen sind
bereits bekannt. Der Schädelhalterrahmen ist dabei zur Aufstellung in etwa waagerechter
Ebene mit Beinen ausgerüstet. An den Seiten des rechtwinkeligen Halterrahmens sind
verschiebbar Schädelhalter angeordnet, die z. B. mit Ohrkegeln zur Befestigung im
äußeren Gehörgang oder Spitzen zur Festlegung am Schädelknochen versehen sind. Weitere
Halter dienen zur Anlage an den äußeren Schädelkopfkonturen. Parallel oder senkrecht
zum Schädelhalterrahmen ist ein weiterer rechteckiger Rahmen mit Zwingen befestigbar.
Dieser zweite Rahmen trägt einen die Schmalseiten des Rechtecks überbrückenden längsverschiebbaren
Schlitten, auf den wiederum längsverschiebbar die eigentliche Zielvorrichtung vorgesehen
ist. Diese Zielvorrichtung trägt eine verschwenkbare Instrumentenführung. Die Schwierigkeit
bei Geräten dieser Art besteht darin, daß der einmal von den Haltern gefaßte Schädel
in seiner Raumlage festgelegt ist und daß eine Korrektur dieser Raumlage nur durch
nochmaliges Einspannen möglich ist.
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Bei einem weiteren bekannten Zielgerätetyp wurde daher die Fixierung
der Raumlage des Schädels verlassen. Das Zielgerät wird lediglich am Kopf des Patienten
befestigt. Eines dieser Zielgeräte weist einen schwenkbaren Zielbügel auf, dessen
Schwenklage mittels eines Bogenstückes an einem Kopfband fixierbar ist. Auf dem
Zielbügel ist der mit Höhen-und Seiten schraube verstellbare Instrumentenhalter
befestigt. Ein weiteres Gerät dieser Art weist einen kreisförmigen Schädelhalterrahmen
auf, der an gegenüberliegenden, der Schläfengegend zugeordneten Stellen Lagerplatten
mit einer Reihe von in Rahmenlängsrichtung versetzten Lagerstellen trägt, in die
wahlweise die Lagerzapfen des schwenkbaren Zielbügels eingesetzt werden können.
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Zur Einstellung des Zielbügels, der Instrumentenschlittenstellung
auf dem Zielbügel und der Instrumentenhalterung selbst ist noch ein zum Schädelhalterrahmen
bezüglich seiner Abmessungen identischer Phantomrahmen vorgesehen. Dieser Phantomrahmen
trägt eine in drei Koordinaten verstellbare, aus Prismenstäben bestehende Vorrichtung,
durch die der aus den Röntgenaufnahmen ermittelte Zielpunkt im Phantomrahmen fixiert
wird. Der auf den Phantomrahmen aufgesetzte Zielbügel und die darauf angebrachte
Instrumentenhalterung werden nun so eingestellt, daß die Instrumente den im Phantomrahmen
fixierten
Zielpunkt treffen, wobei die im Schädel angebrachte Knochenlücke ebenfalls mittels
eines auf den Phantomrahmen übertragenen Knochenlückenmarkierungsringes im Phantom
nachgebildet wird.
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Nachdem alle Einstellgrößen mit Hilfe des Phantomrahmens eingestellt
sind, wird der Zielbügel vom Phantomrahmen abgenommen und an dem am Patienten fixierten
Befestigungsrahmen in gleicher Stellung befestigt. Zur Herstellung der erforderlichen
Röntgenaufnahmen ist es jedoch erforderlich, den Schädelhalterrahmen in seiner Raumlage
genau einzujustieren. Dies erfolgt bei diesem bekannten Gerät durch einen besonderen
Haltebügel, der auf den Schädelhalterrahmen des liegenden Patienten aufgesetzt wird
und den Schädelhalterrahmen senlcrecht zum Operationstisch festlegt. -Die genaue
Einjustierung der Raumlage des Schädelhalterrahmens muS im wesentlichen durch Verstellung
des Operationstisches vorgenommen werden.
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Es ist auch schon vorgeschlagen worden, die Eifstellung der Schwenkachse
des Zielbügels und/ie Röntgenaufnahme im wesentlichen dadurch zu erleichtern, daß
an den beiden Längsseiten des Schildelhalterrahmens je eine große, verdrehbare und,efufchsichtige
Scheibe angeordnet ist, in der wiede m eine zweite durchsichtige drehbare Scheibe
exentrisch
gelagert ist, die ihrerseits exzentrisch angeordnet das
Lager des Zielbügels für den Instrumentenhalter trägt. Die Zielbügelachse ist dabei
mit einem Metallfadenkreuz markiert, und die Krümmung des den Instrumentenhalter
tragenden Teiles des Zielbügels ist derart, daß der - Krüinmungsmittelpunkt in die
Schwenkachse des Zielbügels fällt.
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Es ist auch bereits eine Vorrichtung bekannt, die dazu dient, repro!duzierbare
und vergleichbare Schädelaufnahmen durchzuführen.- Sie besteht im wesentlichen aus
einem längs einer senkrechten Schiene verstellbaren Führungsteil, der seinerseits
um eine waagerechte Achse verschwenkbar einen Schädelhalterrahmen trägt. Vorrichtungen,
um den einmal von den Haltern gefaßten Schädel bezüglich des Schädelhalterrahmens
nachträglich einzujustieren, sind dabei jedoch nicht vorgesehen.
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Dem Bekannten gegenüber zielt die Erfindung in erster Linie darauf
ab, die Einjustierung des von den Schädelhaltern erfaßten Kopfes des Patienten in
der richtigen Raumlage zu erleichtern, wie dies vor allem schon zur Herstellung
der erforderlichen Röntgenaufnahmen erforderlich ist.
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Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß ein an
sich bekannter, um eine höhenverstellbare waagerechte Querachse schwenkbarer Gundrahmen
vorgesehen ist, der mit Schädelhaltern versehen ist, und daß diese gemeinsam bezüglich
des Grundrahmens um eine Längsachse dieses Rahmens und um eine zur Rahmenebene senkrechte
Achse schwenkbar ausgebildet sind.
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Weiterhin kann das - Zielgerät derart ausgebildet sein, daß ein parallel
zur senkrechten Mittellängsebene des Grundrahmens angebrachter Ortungsrahmen auf
dem Grundrahmen vorgesehen ist, der in die Ebene der im Schädel gelegenen zu ortenden
Organe einstellbar ist und der an seinen aufrechten Schenkeln Skalen trägt.
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Weiterhin ist vorgesehen, daß in einer zum Ortungsrahmen senkrechten
Ebene ein in an sich bekannter Weise schwenkbarer zweiter Rahmen vorgesehen ist,
der an seinem aufrechten, in der Höhe verstellbaren und längs des mit Skalen versehenen
Grundrahmens verschiebbaren Schenkeln Skalen und an seinem schwenkbaren Zielrahmenteil
einen kreisbogenförmigen Halter für die Führung der chirurgischen Instrumente trägt.
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Zweckmäßig ist die Anordnung derart getroffen, daß der Krümmungsmittelpunkt
des kreisbogenförmigen Halters auf der Drehachse des Zierrahmen teiles liegt. Der
Krümmungsmittelpunkt kann auf der Drehachse durch eine Querverstellung des kreisbogenförmigen
Halters verschiebbar sein.
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Es ist vorteilhaft, noch einen Schalt- und Steuertisch mit einem
elektrischen Pulsfrequenzmesser, einem Röntgenbildbetrachtungsgerät mit regulierbarer
Intensität, einer Steuervorrichtung für einen Röntgenapparat und inem die Errechnung
der Koordinaten des zu errechnenden Punktes ermöglichenden Analogrechner vorzusehen.
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In der Zeichnung ist die Erfindung schematisch ind beispielsweise
dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht des weiter unten anleführten
Kopfbügels, F.g 2 eine schaubildliche Darstellung mit anderer Blickrichtung, Fig.
3 eine Gasamtansicht, die den Kopfbügel mit seiner Halterung, den Stuhl für die
der Untersuchung
unterzogene Person, den Ständer für den Röntgenapparat und den Schalttisch
darstellt, Fig. 4 und 4 a zwei aus senkrecht - zueinander stehenden Richtungen aufgenommene
Röntgenbilder.
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Der Grundrahmen 1 ist um die Achse 2 schwenkbar, und diese Drehung
ist durch die Anschlagschraube 3 einstellbar. Die Höheneinstellung, die in einer
senkrechten Verschiebung der Achse 2 besteht, wird durch zwei nicht dargestellte
senkrechte Säulen bewirkt, die sich im Unterbau des Gerätes befinden.
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Diese Höhenverstellung erfolgt mittels eines Schaltradsystems, von
dem ein Teil bei 5 dargestellt ist. Ein auf dem Grundrahmen angebrachter Zubehörteil
6 ermöglicht gleichzeitig eine erste Fixierung und die Drehung des Kopfes um zwei
senkrecht zueinander und zur Drehachse des Grundrahmens stehende Achsen.
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Die beiden Spitzen 7 und 8 sind auf zwei schwenkbaren Säulen 29 und-30
angeordnet, die mittels der beiden Hebelarme 10 und 11 einerseits und 12 und 13
andererseits mit der Stellschraube 9 verbunden sind. Die mit der Mutter 14 verbundenen
Hebelarme 12 und 13 folgen der Verstellung dieser Mutter entsprechend der Bewegung
der Schraube 9 und bewirken so ein Öffnen oder Schließen der beiden Spitzen.
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Diese ermöglichen also eine erste Fixierung, wobei es ferner möglich
ist, mittels der beiden Feststellschrauben 15 und 16 die Stellung der Spitzen einzuregeln.
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Die beiden schwenkbaren Säulen sind auf dem Teil 6 angebracht. Dieser
ist mittels eines kreisförmig gebogenen Schwalbenschwanzes 33 im Teil 32 geführt.
Mit Hilfe der Schraube 17 kann der Teil 6 am Teil 32 so gleitend verstellt werden,
daß der Teil 6 einen Kreis um einen Mittelpunkt beschreibt, der auf der Geraden
18 liegt, die sich ungefähr in der Mitte des Kopfes befindet und senkrecht zur Drehachse
2 des Grundrahmens steht.
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Die durch Drehen der Schraube 17 erzielte Bewegung ermöglicht ein
Einstellen des Kopfes um eine senkrechte Achse, die gleichzeitig senkrecht zur Achse
2 steht. Der Teil 32 trägt ebenfalls einen zylindrischen Schwalbenschwanz 19, der
in einen zylindrischen Schwalbenschwanz des Teiles 20 eingreift, der auf dem Grundrahmen
befestigt ist.
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Mittels der Mutter 21 kann der Teil 32 in bezug auf den Teil 20 um
eine Achse 22 geschwenkt werden, die horizontal ungefähr durch die Mitte des Kopfes
verläuft. Diese Achse 22 steht senkrecht auf der ersten Achse 18 und zugleich senkrecht
auf der Achse 2 des Grundrahmens.
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Damit stehen also drei Einstellungsmöglichkeiten für den Kopf zur
Verfügung, nämlich um die Achse 2, um die Achse 18 und um die Achse 22.
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Diese drei Achsen stehen aufeinander senkrecht, so daß sich eine yollständige
Einstellbarkeit im Raum ergibt. wlgchdem der Kopf mittels des Blocks 6 und der Spitzen
7 und 8 fixiert und eingestellt ist, kann der Kopf endgültig mittels der Spitzen
23 und 24, die den Kopf in der endgültigen Stellung blockieren, fixiert werden.
Von diesem Zeitpunkt an wird die Einstellung der Tangentenschrauben 17 und 21 nicht
mehr verändert. Zu diesem Zweck sind zwei Feststellschrauben vorgesehen, von denen
die eine, die Schraube 25, sichtbar ist.
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Ein erster mit Skala versehener Ortungsrahmen ist parallel zur Mittelebene
des Schädels auf die
Ebene der zu ortenden Organe einstellbar. Dieser
Rahmen 26 ist so ausgebildet, daß er leicht in der senkrechten Ebene parallel zur
Achse 22 einstellbar ist. Zu diesem Zweck sind auf dem Grundrahmen Skalen 27 und
28 vorgesehen, was eine sehr einfache Paralleleinstellung ermöglicht. Ein zweiter
mit Skala versehener und schwenkbarer Rahmen 34 (Fig. 2) dient in erster Linie für
die Ortung und ferner als Führungshalter für das Instrument für den chirurgischen
Eingriff. Seine schwenkbare Anordnung ermöglicht die teilweise Drehung um die Horizontalachse,
die durch die am ersten Rahmen gegebenen Markierungen definiert ist. Die Führung
des chirurgischen Instruments erfolgt mit Hilfe eines kreisbogenförmigen Halters,
der auf dem drehbaren Teil des zweiten Rahmens 34 angebracht ist.
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In Fig. 2 sind zunächst die beiden Füße erkennbar, die aus den senkrechten
Führungsschienen 35 und 36 und den beiden Traggleitstücken 37 und 38 bestehen.
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Diese gleiten entlang dem Grundrahmen 1 und werden mit Hilfe der Skalen
39 und 40 eingestellt. Der zweite bewegliche Zielrahmenteil 41 dieses Rahmens, der
gleichzeitig senkrechte Skalen trägt, ist auf beiden Fußteilen um die Achse 42 schwenkbar
angeordnet. Die Feststellung des beweglichen Zielrahmenteiles an den beiden festen
Füßen 35 und 36 erfolgt mittels der Schrauben 43, 44, 45.
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Da der Zielrahmenteil 41 gegenüber den Füßen schwenkbar ist, kann
er stets so eingestellt werden, daß er im Augenblick der Aufnahme parallel zur Röntgenplatte
steht. Das ist für die Erzielung richtiger Aufnahmen wichtig.
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Oben am Teil 41 ist ein Halter 46 in einem Schlitz 47 parallel zur
Drehachse 42 verschiebbar angeordnet. Der mittlere Teil dieses Halters 46 besteht
aus einem kreisbogenförmigen Halter 48, dessen Krümmungsmittelpunkt genau in der
Drehachse 42 liegt.
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Die Halterführung 49, die auf dem Halter 48 gleitend angeordnet ist
und als Führung für den Schädelbohrer und für das chirurgische Instrument dient,
ermöglicht somit die Verschiebung dieses Instruments oder Bohrers auf dem Halter
48 und ermöglicht zugleich die Feststellung desselben mittels der Schraubein 50.
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Die Schrägstellung der Führung 49 ist so, daß die Achse des Instruments
oder des Führungszylinders durch die Achse 42 und damit durch den Krümmungsmittelpunkt
des kreisbogenförmigen Halters geht. Dadurch kann man einen Halter 51, der als Sockel
der Halterführung 49 dient, über die ganze Breite des Halters 48 verschieben, ohne
dadurch den Endpunkt der Achse 52 des Führungszylinders zu beeinflussen. Dieser
Schnittpunkt 53 der Achse 52 und der Achse 42 bleibt stets der gleiche.
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Der Schnittpunkt 53 verschiebt sich dann auf der Drehachse 42, und
zwar um einen Betrag, der sich aus den bei 54 an den Teilen 46 und 47 angebrachten
Skalen ablesen läßt.
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Wird der Teil 41 um die Achse 42 geschwenkt, so ändert sich der Ort
des Schnittpunktes 53 nicht und fällt stets in die Drehachse, die ein für allemal
bezüglich des Teiles 41 definiert ist. Die Halterführung 49 kann also ein großes
Kugelsegment beschreiben, ohne daß dadurch der Schnittpunkt 53 beeinflußt wird.
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In der Gesamtansicht der Fig. 3 stellen dar: B den Sockel, C die
Tragsäule des Röntgenapparats, Rx den Röntgen apparat, D einen Stuhl, auf den sich
die der Stereotaxie unterzogene Person setzt, T einen elek-
tronischen Schalt- und
Steuertisch mit einem elektrischen Pulfrequenzmesser, einem Röntgenbild-Betrachtungsgerät
mit regulierbarer Intensität, einer Steuervorrichtung für den Röntgenapparat und
einem Analogrechengerät für die Errechnung der Koordinaten des zu erreichenden Punktes.
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Arbeitsweise Für die Erklärung der Arbeitsweise wird auf Fig. 1 Bezug
genommen. Es sei angenommen, daß der Kopf mittels der Spitzen 7 und 8 fixiert und
dann mittels der Vorrichtung 6 eingestellt worden ist, worauf er endgültig mittels
der Spitzen 23 und 24 fixiert wird.
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Der Bogen 26 wird parallel zur Mittelebene in die Ebene der Ortungsorgane
gesetzt. Dann wird die Kassette mit den Röntgenfilmen 55 in die in Fig. 1 dargestellte
Stellung gebracht. Anschließend wird der Brennpunkt der Röntgenröhre auf die horizontale
Gerade eingestellt, die durch den zu untersuchenden Punkt geht und senkrecht zu
den Achsen 22 und 18 stehet Der Abstand der Ebene des Bogens 26 zum Brennpunkt betrage
1 m. Eine Röntgenaufnahme in dieser Stellung ergibt ein Bild, wie es in Fig. 4 gezeigt
ist. Auf dieser Röntgenaufnahme wird der zu untersuchende Punkt gekennzeichnet.
Um die Koordinaten dieses Punktes bezüglich der röntgenographisch aufgenommenen
Skalen zu definieren, werden zwei Gerade 56 und 57 gezogen, die an den Schnittpunkten
mit den Skalenstrichen vier Ablesungen ergeben, die als a, b, c, d bezeichnet werden.
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Diese vier Werte werden in den Analogrechner eingeführt, und dieser
Vorgang ergibt sofort die Koordinaten des zu untersuchenden Punktes.
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Die erste der so erhaltenen Dimensionen ermöglicht es, die Füße des
zweiten Rahmens 41 der Höhe nach einzustellen.
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Die Höhe der Teile 37 auf den Füßen 35 wird so lange einreguliert,
bis die Ablesung auf der Skala 58 dem Wert einer der durch die Rechentabelle gegebenen
Koordinaten entspricht. Dies wird für die Füße 35 und 36 durchgeführt. Der Rahmen
26 wird entfernt und durch den Rahmen 41 ersetzt, der durch die Einstellung der
Höhe der Füße schon zum Teil voreingestellt ist. Nun verschiebt man den Rahmen 41
in den beiden Schlitzen in Längsrichtung der Skalen 39 und 40, um auf den beiden
Skalen den Wert der zweiten durch die Rechentabelle gegebenen Koordinate einzustellen.
In diesem Augenblick wird der Rahmen 41 mittels der Schraube 59 endgültig festgestellt,
die Schrauben 44 und 43 auf der einen Seite sowie die Schraube 45 und die nicht
sichtbare Schraube auf der anderen Seite werden gelöst, und der bewegliche Teil
des Rahmens wird in senkrechte Stellung gebracht. Anschließend wird eine Kassette
mit einem Röntgenfilm in die in Fig. 2 dargestellte Stellung gebracht, und dann
wird die Röntgenröhre auf die durch den zu untersuchenden Punkt verlaufende horizontale
Gerade eingestellt, die zugleich senkrecht zur Ebene des beweglichen Teiles, zur
Achse 2 und zum Röntgenfilm 60 steht. Dadurch ergibt sich ungefähr die in der Fig.
3 gezeigte Anordnung. Wird bei dieser Anordnung eine Röntgenaufnahme gemacht, so
entsteht ein Röntgenbild, wie es Fig. 4 a zeigt. Auf diesem wird wieder der zu untersuchende
Punkt bestimmt und durch die beiden Skalen definiert, indem zwei Gerade wie bei
der Röntgenaufnahme gemäß Fig. 4 gezogen werden. Die Ablesungen f, g, h und i ermöglichen
es, mit Hilfe des
Elektronenrechners die beiden Koordinaten des
zu untersuchenden Punktes für diese Aufnahmestellung zu errechnen. Da sich der gewählte
Punkt auf jeden Fall auf der Drehachse des Rahmens 41 befinden muß, wird eine der
Koordinaten stets die gleiche sein und dem Skalenwert in Höhe der Drehachse entsprechen.
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Die zweite Ablesung am Steuertisch ergibt den Wert, auf den die Skala
54 einzustellen ist, um zu erreichen, daß der Krümmungsmittelpunkt des kreisbogenförmigen
Halters 48 in den errechneten Punkt fällt. Wird diese Skala auf die am elektronischen
Schalttisch erhaltene Ablesung eingestellt, so ist das Gerät betriebsbereit. Von
diesem Augenblick an kann der Teil 41 um seine Achse 42 geschwenkt oder der Halter
51 am kreisbogenförmigen Halter 48 entlang verschoben werden, ohne daß dadurch der
Endpunkt der Sonde beeinflußt wird, die stets auf den Punkt trifft, der durch die
zweite Röntgenaufnahme angegeben ist.