DE19837152A1 - Medizinisches Therapie- und/oder Diagnosegerät mit einer Positionserfassungseinrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein medizinisches Therapie- und/oder Diagnosegerät nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Ein derartiges Therapie- und/oder Diagnosegerät ist z. B. aus der US 5,408,409 bekannt. Diese Druckschrift zeigt als Positionserfassungseinrichtung eine LED-Anordnung an dem als chirurgisches Schneidwerkzeug ausgebildeten Therapiegerät und in Abstand davon eine orts- und lagefeste Kameraanordnung als weitere Erfassungseinrichtung.

Ein als Operationsmikroskop ausgeführtes gattungsgemäßes Therapie- und/oder Diagnosegerät ist auch aus der DE 196 40 993 A1 der Anmelderin bekannt. Bei einem Operationsmikroskop ist es wichtig, die Position des ungefähr 200 mm bis 400 mm vom Objektiv entfernten Fokus genau zu erfassen. Dabei kommt es vor allem auf die Genauigkeit der Erfassung der Lage bzw. Orientierung des Operationsmikroskops an, da bereits eine geringfügige Verkippung des Operationsmikroskops zu einer deutlichen Verschiebung des Fokus führt.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, bei einem gattungsgemäßen Therapie- und/oder Diagnosegerät eine zuverlässigere und genauere Erfassung seiner Position und seiner Lage zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale in Anspruch 1 gelöst.

Denn durch die Gestaltung der Positionserfassungseinrichtung als Positionserfassungsarm, welcher sich von dem Therapie- und/oder Diagnosegerät weg erstreckt, kann eine auf die Orientierung des Therapie- und/oder Diagnosegeräts besonders empfindliche Positionserfassung erreicht werden. Eine in deutlichem Abstand von dem eigentlichen Therapie- und/oder Diagnosegerät angeordnete Positionserfassungseinrichtung erfährt auch bei einer relativ geringen Verschwenkung des Therapie- und/oder Diagnosegeräts eine nennenswerte Positionsänderung, welche im Zusammenwirken mit der weiteren Erfassungseinrichtung zuverlässig erfaßt werden kann.

Bei einer Ausführungsform umfaßt der Positionserfassungsarm eine Sendeeinrichtung mit mindestens drei räumlich verteilt angeordneten Sendeelementen, z. B. LED's oder Ultraschallsender. Dadurch kann die am Therapie- und/oder Diagnosegerät selbst angeordnete Positionserfassungseinrichtung relativ leicht und einfach sein und die zum Empfang der von diesen Sendeelementen ausgesandten Signale notwendige, im allgemeinen komplexere und umfangreichere Empfangseinrichtung der stationären weiteren Erfassungseinrichtung zugeordnet werden.

Wenn die Sendeelemente einander derart paarweise zuordenbar sind, daß eine entsprechende Verbindungsgerade eine Längsachse des Therapie- und/oder Diagnosegeräts im wesentlichen schneidet, wirkt sich die Erhöhung der Positionserfassungs­ genauigkeit aufgrund des Positionserfassungsarms unmittelbar auf den besonders relevanten Positionsbereich des Therapie- und/oder Diagnosegeräts aus. Diese Längsachse kann z. B. die Drehachse eines Bohrers oder die optische Achse eines Mikroskops sein.

Bei einer weiteren Ausführungsform umfaßt die Sendeeinrichtung zwei entlang des Positionserfassungsarms in Abstand voneinander angeordnete Gruppen von Sendeelementen. Auf diese Weise können innerhalb einer Gruppe in relativ geringem Abstand angeordnete Sendeelemente durch Zusammenwirken mit Sendeelementen der anderen Gruppe dennoch eine hohe Positionserfassungsgenauigkeit erzielen.

Wenn der Positionserfassungsarm als Stab mit zwei in Abstand voneinander angeordneten, scheibenartigen Radialvorsprüngen ausgebildet ist, ist der Positionserfassungsarm konstruktiv besonders einfach aufgebaut. Dabei können die Sendeelemente auf Umfangsrändern der Radialvorsprünge angeordnet sein, was im Hinblick auf eine direkte Signalverbindung von stets zumindest drei Sendeelementen mit der weiteren Erfassungseinrichtung vorteilhaft ist.

Bei einer weiteren Ausführungsform sind die Radien der Radialvorsprünge dabei derart, daß eine gemeinsame Tangente an die Umfangsränder eine Längsachse des Therapie- und/oder Diagnosegeräts im wesentlichen schneidet. Auch durch diese Maßnahme kann der besonders relevante Bereich mit hoher Genauigkeit erfaßt werden.

Wenn das medizinische Therapie- und/oder Diagnosegerät ein Operationsmikroskop ist, welches einer Positionserfassungs­ auswerteeinheit Fokusparameterdaten liefert, ist die Position des Fokus relativ einfach erfaßbar.

Die folgende, sich auf die beigefügten Zeichnungen beziehende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels dient dem Verständnis der Erfindung.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Operationsmikro­ skops als eine Ausführungsform der Erfindung; und

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Operationsmikro­ skopes von Fig. 1 mit einem Positionserfassungsarm.

Das in Fig. 1 schematisch dargestellte medizinische Therapie- und/oder Diagnosegerät 1 ist ein Operationsmikroskop, welches mittels eines gelenkigen Stativs 3 verschieb- und verschwenkbar ist. Zur Erfassung der jeweiligen Lage des Operationsmikroskops 1 ist eine Positions- und Lageerfassungsanordnung mit einer Positionserfassungseinrichtung 5 am Operationsmikroskop 1 und einer orts- und lagefesten weiteren Erfassungseinrichtung 7 vorgesehen. Die Positionserfassungseinrichtung 5 und die weitere Erfassungseinrichtung 7 sind über schematisch angedeutete Leitungen 6 mit einer Positions- und Lage-Auswerte­ einheit 8 verbunden. Da die der Erfindungsgattung zugrunde liegende Positions- und Lageerfassung auf einer direkten Signalübermittlung, z. B. durch Licht oder Ultraschall, zwischen der ersten Erfassungseinrichtung 5 und der zweiten Erfassungs­ einrichtung 7 beruht, ist die in dieser Ausführungsform als Anordnung dreier Zeilenkameras 9, 11, 13 ausgebildete weitere Erfassungseinrichtung 7 möglichst derart anzuordnen, daß die Signalstrecke zu der als Sendeeinrichtung ausgebildeten ersten Erfassungseinrichtung 5 frei von Hindernissen ist.

In Fig. 2 sind die erfindungsgemäß als Positionserfassungsarm 5 ausgebildete Positionserfassungseinrichtung und das Operationsmikroskop 1 perspektivisch dargestellt.

Dabei ist zu erkennen, daß der Positionserfassungsarm 5 einen Radialvorsprung 15 und einen von diesem in Abstand angeordneten weiteren Radialvorsprung 17 aufweist.

Von den um den Umfangsrand der Radialvorsprungs 15 angeordneten Sendeelementen, in diesem Fall LED's, sind die Sendeelemente 19, 21 und 23 zu erkennen. Dabei bildet das Sendeelement 19 mit einem am Radialvorsprung 17 angeordneten Sendeelement 25 eine den Bereich der optischen Achse 33 des Operationsmikroskops 1 schneidende Gerade. In gleicher Weise können das Sendeelement 21 mit einem am Radialvorsprung 17 angeordneten Sendeelement 27 und das Sendeelement 23 mit einem ebenfalls am Radial­ vorsprung 17 angeordneten Sendeelement 29 zusammengefaßt werden.

Eine von den Sendeelementen 23 und 29 festgelegte Verbindungs­ gerade 31 und eine Längsachse 35 des Positionserfassungsarms 5 schneiden die optische Achse 33 des Operationsmikroskops 1. Durch Berücksichtigung von derartige Verbindungsgeraden 31 festlegenden Sendeelementen ist auch bei dem relativ kleinen Abstand der auf dem Radialvorsprung 15 bzw. 17 angeordneten Sendeelemente die Position des auf der optischen Achse 33 liegenden Operationsmikroskopfokus bzw. Operationsorts mit hoher Genauigkeit bestimmbar.

Claims (9)

1. Medizinisches Therapie- und/oder Diagnosegerät (1) mit einer Positionserfassungseinrichtung (5), welche dazu bestimmt ist, mit einer durch eine Signalstrecke von der Positionserfassungseinrichtung (5) getrennt sowie orts- und lagefest anzuordnenden, weiteren Erfassungseinrichtung (7) zusammenzuwirken, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionserfassungseinrichtung (5) als ein sich von dem Therapie- und/oder Diagnosegerät (1) weg erstreckender Positionserfassungsarm ausgebildet ist.

2. Therapie- und/oder Diagnosegerät (1) nach Anspruch 1, wobei der Positionserfassungsarm (5) eine Sendeeinrichtung mit mindestens drei räumlich verteilt angeordneten Sende­ elementen (19, 21, 23, 25, 27, 29) umfaßt.

3. Therapie- und/oder Diagnosegerät (1) nach Anspruch 2, wobei die Sendeelemente (19, 21, 23, 25, 27, 29) einander derart paarweise zuordenbar sind, daß eine durch ein solches Sendeelementpaar festgelegte Verbindungsgerade (31) eine Längsachse (33) des Therapie- und/oder Diagnose­ geräts (1) im wesentlichen schneidet.

4. Therapie- und/oder Diagnosegerät (1) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Sendeeinrichtung zwei entlang des Positions­ erfassungsarms (5) in Abstand voneinander angeordnete Gruppen von Sendeelementen (19, 21, 23, 25, 27, 29) umfaßt.

5. Therapie- und/oder Diagnosegerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Positionserfassungsarm (5) als Stab mit zwei in Abstand voneinander angeordneten, scheibenartigen Radialvorsprüngen (15, 17) ausgebildet ist.

6. Therapie- und/oder Diagnosegerät (1) nach Anspruch 5 und Anspruch 2, wobei die Sendeelemente (19, 21, 23, 25, 27, 29) auf Umfangsrändern der Radialvorsprünge (15, 17) angeordnet sind.

7. Therapie- und/oder Diagnosegerät (1) nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Radien der Radialvorsprünge (15, 17) derart sind, daß eine gemeinsame Tangente (31) an die Umfangs­ ränder eine Längsachse (33) des Therapie- und/oder Diagnosegeräts (1) im wesentlichen schneidet.

8. Therapie- und/oder Diagnosegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das medizinische Therapie- und/oder Diagnosegerät ein Operationsmikroskop (1) ist, welches einer Positionsauswerteeinheit (8) Fokusparameterdaten liefert.

9. Positionserfassungsarm (5) mit den sich auf die Positions­ erfassungseinrichtung beziehenden Merkmalen nach einem der Ansprüche 1 bis 8.