DE19640907B4

DE19640907B4 - Operationsmikroskop mit integriertem Operationsnavigationssystem

Info

Publication number: DE19640907B4
Application number: DE19640907A
Authority: DE
Inventors: Joachim Luber; Walter Mittelstädt; Christian Duschek; Arvids Mackevics; Manfred Knoll
Original assignee: Carl Zeiss AG
Current assignee: Carl Zeiss AG
Priority date: 1995-10-12
Filing date: 1996-10-04
Publication date: 2005-09-22
Anticipated expiration: 2016-10-05
Also published as: US5982532A; DE19640907A1

Abstract

Operationsmikroskop (1) mit integriertem Navigationssystem (3), dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Navigationssystems (3) über eine unmittelbar vom Operationsmikroskop (1) aus betätigbare Betätigungseinheit (5, 7, 9) erfolgt, welche auf ein in das Sehfeld des Operationsmikroskops (1) eingespiegeltes Navigationssystemsteuerungsmenü (11) einwirkt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Operationsmikroskop mit integriertem Operationsnavigationssystem.

Ein derartiges Operationsmikroskop ist aus dem Prospekt 30-280-d der Anmelderin mit dem Titel "Die Neurochirurgie unter einem neuen Aspekt" bekannt und in des DE 42 04 601 A1 beschreinen. Mit diesem für die Neurochirurgie bestimmten Operationsmikroskop kann ein chirurgischer Eingriff anhand diagnostischer Daten geplant werden, wobei z.B. ein Zielpunkt und ein Operationsweg zu diesem Zielpunkt festgelegt und abgespeichert werden. Während der Operation kann sich der Chirurg dann vom Navigationssystem auf dem festgelegten Operationsweg zum Zielpunkt führen lassen. Dabei werden Orientierungsinformationen in Form wegweisender Navigationssymbole durch Einspiegelung eines Bildschirms in das Mikroskopsehfeld angezeigt. Derartige Navigationssymbole sind z.B. Strichkreuze, welche den geplanten Operationsweg und/oder den aktuellen Fokuspunkt markieren, Richtungspfeile, Entfernungsangaben zum Zielpunkt usw..

Es lassen sich auch mehrere alternative Operationswege planen und speichern, um während der Operation nicht auf einen einzigen Weg festgelegt zu sein. Über das Navigationssystem kann dann ein gewünschter Operationsweg ausgewählt und im Mikroskopsehfeld dargestellt werden. Darüber hinaus bietet das Navigationssystem weitere Orientierungshilfen, z.B. in das Sehfeld lagerichtig eingespiegelte Konturen bestimmter Gehirnstrukturen, und bietet sogar die Möglichkeit, die Operationsplanung während der Operation zu modifizieren.

Zu detaillierteren Beispielen, die Betriebsweise eines derartigen Operationsmikroskops mit integriertem Navigationssystem betreffend, wird auf die deutsche Patentanmeldung P 44 16 229.4 der Anmelderin verwiesen.

Bei dem aus dem Prospekt 30-280-d bekannten Operationsmikroskop erfolgt die Steuerung des Navigationssystems, z.B. das Umschalten auf einen anderen geplanten Operationsweg oder die Aktivierung einer Konturdarstellung, bildschirmunterstützt an der sogenannten Workstation, einer vom eigentlichen Operationsmikroskop gesonderten Planungs- und Betätigungseinheit. Wenn der Chirurg selbst auf sein Navigationssystem steuernd einwirken will, muß er sich also vom Operationsmikroskop abwenden und damit die Beobachtung des Operationsgebiets unterbrechen. Gerade in kritischen, eine Einwirkung auf die Operationsnavigation erfordernden Operationssituationen sollte dies jedoch vermieden werden.

Aufgabe der Erfindung ist es somit, ein Operationsmikroskop mit integriertem Operationsnavigationssystem zur Verfügung zu stellen, bei welchem das Navigationssystem ohne Unterbrechung der Beobachtung des Mikroskopsehfelds steuerbar ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale in Anspruch 1 gelöst.

Denn der Chirurg kann das Navigationssystem mit der unmittelbar vom Operationsmikroskop aus betätigbaren, auf die in das Sehfeld des Operationsmikroskops eingespiegelte Darstellung eines Steuerungsmenüs einwirkenden Navigationssystem-Betätigungseinheit steuern bzw. bedienen, ohne seinen Blick vom Mikroskopsehfeld abwenden zu müssen.

Über das erfindungsgemäße Steuerungsmenü werden die Navigationssystembetriebsmodi und diesen zugeordnete Parameter, z.B. der Operationswegauswahlmodus und die Kennummer des gewünschten Operationswegs, aktiviert bzw. ausgewählt.

Wenn die Betätigungseinheit ein direkt am Operationsmikroskophandgriff angeordnetes Handschaltpult mit Drucktasten oder ein Fußschaltpult mit einem Steuerknüppel und/oder Drucktasten umfaßt oder über ein Mikrophon auf Sprache anspricht, so ist zum einen eine wirksame Sterilisierung der Betätigungseinheit möglich und zum anderen auch bei einer das Operationsmikroskop umgebenden Sterilisierungshülle eine sichere und unkomplizierte Handhabung der Betätigungseinheit.

Besonders vorteilhaft ist es, mindestens zwei Betätigungseinheiten vorzusehen, z.B. ein Fußschaltpult und ein Handschaltpult und/oder eine auf Sprache ansprechende Betätigungseinheit, da der Chirurg dann eine Ausweichmöglichkeit auf zumindest eine andere Betätigungseinheit hat, wenn er gerade auf eine der Betätigungseinheiten nicht einwirken kann, z.B. dann, wenn er während mündlicher Anweisungen an Operationshilfspersonal die auf Sprache ansprechende Betätigungseinheit nicht betätigen kann. Die durch diese Ausgestaltung der Erfindung bewirkte Redundanz kann natürlich auch in einem Störungsfall vorteilhaft sein.

Wenn durch die Betätigungseinheit ein Referenzierungs-Betriebsmodus des Navigationssystems aktivierbar ist, in welchem durch das Anvisieren von einem Patienten zugeordneten Referenzpunkten gespeicherte Orientierungsinformationen auf die aktuelle Position des Patienten abstimmbar sind, kann das Navigationssystem auch bei einer intraoperativen Veränderung der Position des Patienten den Chirurgen nach einer Referenzierung weiterhin unterstützen.

Das Operationsmikroskop zeichnet sich durch besondere Bedienerfreundlichkeit, Flexibilität und Vielseitigkeit aus, wenn durch die Betätigungseinheit Navigationssystembetriebsmodi zur Auswahl eines Operationswegs, eines Diagnosebilds und/oder einer Konturdarstellung aktivierbar sind, in welchen ein Operationsweg, Diagnosebild und/oder eine Kontur aus einer Mehrzahl gespeicherter Operationswege, Diagnosebilder und/oder Konturen auswählbar ist.

Die folgende, sich auf die beigefügten Zeichnungen beziehende Beschreibung von Ausführungsbeispielen dient dem Verständnis der Erfindung.
Dabei zeigt:
1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Operationsmikroskops und
2 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Operationsmikroskops mit zwei Betätigungseinheiten.
Die schematische Darstellung von 1 zeigt das erfindungsgemäße Operationsmikroskop in der Art eines Blockschaltbilds. In das Operationsmikroskop 1 ist ein rechnergestütztes Navigations- und Orientierungssystem 3 integriert, welches den Chirurgen während einer Operation durch in das Sehfeld des Operationsmikroskops 1 eingespiegelte graphische und numerische Informationselemente zum Operationsziel führt und ihn bei seiner Orientierung unterstützt.
Zur Steuerung des Navigationssystems 3 ist eine Reihe von Betätigungseinheiten vorgesehen, z.B. ein Handschaltpult 5, eine auf Sprache ansprechende Betätigungseinheit 7 und ein Fußschaltpult 9. Es ist möglich, am Operationsmikroskop 1 nur eine einzige der drei dargestellten Betätigungseinheiten 5, 7, 9 vorzusehen. Aus Redundanz- und Bedienungsgründen ist es jedoch vorzuziehen, wenn mindestens zwei Betätigungseinheiten vorgesehen sind. Dabei können die jeweils identischen Funktionen der Betätigungseinheiten ohne Priorisierung parallelgeschaltet werden.
Die Betätigungseinheiten 5, 7, 9 wirken über das Navigationssystem 3 auf ein Navigationssystemsteuerungsmenü 11 ein, welches über einen nicht dargestellten Bildschirm in das Sehfeld des Operationsmikroskops 1 eingespiegelt wird, was symbolisch durch die beiden gestrichelten Linien angedeutet sein soll. Dabei umfaßt die Darstellung des Menüs 11 die bekannte interaktive Menüleiste-"Pull-Down"-Struktur mit einer Menüleiste 13 und "Pull-Down"-Dialogfenstern 15.
Mittels der fünf Drucktasten 17 des Handschaltpults 5 oder eines Mikrophons 21 der auf Sprache ansprechenden Betätigungseinheit 7 oder eines Steuerknüppels 23 und Drucktasten 25 lassen sich einzelne Felder der Menüleiste-"Pull-Down"-Struktur aktivieren, im dargestellten Beispiel das schraffierte Feld 19. Diese parallel zur Beobachtung durch das Operationsmikroskop 1 ablaufende Steuerung des Navigationssystems 3 ist durch den Pfeil A symbolisiert.
Den einzelnen Drucktasten 17 des Handschaltpults 5 bzw. dem Steuerknüppel 23 und den Drucktasten 25 des Fußschaltpults 9 bzw. durch Sprachbefehle ausgelöste, Tasten simulierende Relais der auf Sprache ansprechende Betätigungseinheit 7 sind Menüfunktionen zugeordnet. Diese Menüfunktionen umfassen z.B. die Bewegung nach links und/oder rechts in der Menüleiste 13, die Bewegung nach oben und/oder unten in der "Pull-Down"-Struktur 15, das Aktivieren eines ausgewählten Menüfelds, das Verlassen des Navigationssystemsteuerungsmodus und das Einschalten des Operationsmodus, in welchem das Navigationssystem den Chirurgen in der bekannten Weise bei der eigentlichen Operation unterstützt.
Die auf diese Weise auswählbaren Funktionen des Navigationssystems 3 umfassen z.B. einen Referenzierungsmodus, in welchem durch das Anvisieren von einem Patienten zugeordneten Referenzpunkten mit dem Operationsmikroskop vor der Operation gespeicherte Orientierungsinformationen auf die aktuelle Position des Patienten bezogen werden. Erst nach einer Referenzierung können z.B. Konturen bestimmter Gehirnstrukturen in das Sehfeld lagerichtig eingespiegelt werden. Weitere Betriebsmodi sind z.B. Auswahl und Darstellung eines bestimmten Operationswegs aus einer Mehrzahl von gespeicherten Wegen, Auswahl und Darstellung von präoperativ erstellten und gespeicherten Konturdarstellungen und Auswahl und Darstellung von präoperativ erstellten und aufgezeichneten Diagnosebildern. Es kann aber auch ein Operationswegmodifizierungsmodus des Navigationssystems 3 aktiviert werden.
In 2 ist das Operationsmikroskop 1 perspektivisch dargestellt. Dabei ist auch ein Teilbereich eines die Beweglichkeit des Operationsmikroskops 1 ermöglichenden Stativs 27 zu sehen, welches sowohl motorisch gesteuert als auch von der Hand des Chirurgen bewegt werden kann. In unmittelbarer Nähe eines Handgriffs 29 ist das Handschaltpult 5 angeordnet, wodurch die Steuerungstasten 17 stets in der Einwirkungssphäre des Chirurgen sind. Auch das Mikrophon 21 befindet sich durch seine Anordnung im Bereich der Okulare 31 stets in der Einwirkungssphäre des Chirurgen.

Claims

Operationsmikroskop (1) mit integriertem Navigationssystem (3), dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Navigationssystems (3) über eine unmittelbar vom Operationsmikroskop (1) aus betätigbare Betätigungseinheit (5, 7, 9) erfolgt, welche auf ein in das Sehfeld des Operationsmikroskops (1) eingespiegeltes Navigationssystemsteuerungsmenü (11) einwirkt.
Operationsmikroskop (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinheit ein direkt am Operationsmikroskophandgriff (29) angeordnetes Handschaltpult (5) mit Drucktasten (17) umfaßt.
Operationsmikroskop (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinheit ein Fußschaltpult (9) mit einem Steuerknüppel (23) und mit Drucktasten (25) umfaßt.
Operationsmikroskop (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinheit (7) über ein Mikrophon (21) am Operationsmikroskop (1) auf Sprache anspricht.
Operationsmikroskop (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Betätigungseinheiten (5, 7, 9) vorgesehen sind.
Operationsmikroskop (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Betätigungseinheit (5, 7, 9) ein Referenzierungs-Betriebsmodus des Navigationssystems (3) aktivierbar ist, in welchem durch das Anvisieren von einem Patienten zugeordneten Referenzpunkten gespeicherte Orientierungsinformationen auf die aktuelle Position des Patienten abstimmbar sind.
Operationsmikroskop (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Betätigungseinheit (5, 7, 9) ein Operationswegauswahl-Betriebsmodus des Navigationssystems (3) aktivierbar ist, in welchem ein Operationsweg aus einer Mehrzahl gespeicherter Operationswege auswählbar ist.
Operationsmikroskop (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Betätigungseinheit (5, 7, 9) ein Diagnosebildauswahl-Betriebsmodus des Navigationssystems (3) aktivierbar ist, in welchem ein Diagnosebild aus einer Mehrzahl gespeicherter Diagnosebilder auswählbar ist.
Operationsmikroskop (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Betätigungseinheit (5, 7, 9) ein Konturbildauswahl-Betriebsmodus des Navigationssystems (3) aktivierbar ist, in welchem ein Konturbild aus einer Mehrzahl gespeicherter Konturbilder auswählbar ist.